FÜÜSIKA AINEKAVA 1.1 Aine põhjendus - · PDF fileIII KOOLIASTE (8.-9. klass) 2.1. Õppesisu 8. klass Valgusõpetus ... Päikesesüsteem. Raskusjõud. Hõõrdumine, hõõrdejõud

FÜÜSIKA AINEKAVA tööversioon 29.09.2006

1

FÜÜSIKA AINEKAVA 1.1 Aine põhjendus Füüsika kuulub loodusainete valdkonda, olles samaaegselt tihedas seoses matemaatikaga. Füüsika paneb aluse tehnika ja tehnoloogia mõistmisele ja aitab väärtustada tehnikaga seotud elukutseid. Füüsika õpetamisel lähtutakse loodusainete (füüsika, keemia, bioloogia, maateaduse) lõimimisel kahest tasandist. Vertikaalsel lõimimisel on ühisteks teemadeks: areng (evolutsioon), vastastikmõju, liikumine (muutumine ja muundumine), süsteem ja struktuur; energia, tehnoloogia, keskkond (ühiskond). Vertikaalset lõimimist toetab valdkonna spetsiifikat arvestades õppeainete horisontaalne lõimumine.

Põhikooli füüsikakursus loob aluse terviklikuks ettekujutuseks füüsikast kui loodusteadusest, kuigi käsitleb vaid väikest osa füüsikalistest nähtustest. Füüsikaõppes seostatakse õpitavat igapäevaelu, tehnika ja tehnoloogiaga ning teiste loodusainetega. Nähtustega tutvumisel on eelistatult aluseks katse, probleemide lahendamisel eksperimentaalne uurimismeetod. Õppeprotsessis kujunevad õpilasel õpioskused, mis on vajalikud edaspidiseks edukaks (füüsika-) õppeks. Lahendades arvutus-, graafilisi ning probleemülesandeid ja hinnates saadud tulemuste reaalsust, luuakse alus kriitilisele mõtlemisele. Füüsikat õppides omandab õpilane esialgse ettekujutuse füüsika keelest ja selle semantikast. Õpilaste väärtushinnangute kujundamisel seostatakse probleemide lahendusi teaduse ajaloolise arenguga, näidates füüsikute osa teadusloos, pöörates tähelepanu füüsika ja selle rakenduste tähendusele inimkonna elus üldise kultuuriloolise konteksti seisukohalt.

Gümnaasiumi füüsikaõppes käsitletakse nähtusi süsteemselt, arendades terviklikku ettekujutust füüsikast kui fundamentaalsest teadusest. Võrreldes põhikooliga tutvutakse sügavamalt erinevate vastastikmõjude ja nende poolt põhjustatud liikumisvormidega ning otsitakse liikumisvormide vahelisi seoseid. Gümnaasiumi füüsikaõpe on holistlik, pidades tähtsaks olemuslikke seoseid tervikpildi osade vahel ja toetudes protsessõppele. Õpilaste füüsikakeele oskused täienevad. Õpilaste kriitilise ja süsteemmõistelise mõtlemise arendamiseks lahendatakse füüsika seisukohalt erinevaid aine- ja eluvaldkonna probleeme kasutades nii eksperimentaalset kui ka teoreetilist uurimismeetodit. Tuues esile füüsika osa ühiskonna ja kultuuri arengus, kujunevad õpilastel väärtushinnangud, mis määravad nende suhtumise füüsikasse kui kultuurifenomeni, füüsika rolli tehnikas, tehnoloogias, elukeskkonnas ja ühiskonna jätkusuutlikus arengus. Gümnaasiumi füüsikakursus taotleb koos teiste õppeainetega õpilastel nüüdisaegse tervikliku maailmapildi kujunemist. 1.2. Õppe eesmärgid põhikoolis Põhikooli füüsikaõppega taotletakse, et õpilane:

− arendaks endas huvi füüsika ja selle rakenduste suhtes, motiveerides end edaspidiseks õppimiseks;

− omandaks igapäevaseks toimimiseks ja elukestvaks õppimiseks vajalikke füüsikaalaseid teadmisi ja protsessuaalseid oskusi;

− oskaks probleemide lahendamisel rakendada loodusteaduslikku meetodit; − omaks ettekujutust füüsika keelest ja selle semantikast; − arendaks loodusteadusliku teksti lugemise ja mõistmise oskust, õpiks teatmeteostest ning

internetist leidma füüsika-alast teavet; − võtaks omaks ühiskonnas tunnustatud väärtushinnanguid, suhtuks loodusesse ja ühiskonda

vastutustundlikult; − omaks ettekujutust füüsika seotusest tehnika ja tehnoloogiaga ning vastavatest elukutsetest.


2

1.3. Õppe eesmärgid gümnaasiumis 1.3.1. Õppe eesmärgid gümnaasiumis põhiainekava järgi Gümnaasiumi füüsikaõppega taotletakse, et õpilane:

− tutvuks füüsika kui kultuuri osaga ja füüsika võtmerolliga loodusteadusliku maailmapildi kujunemisel;

− süvendaks ettekujutust füüsika seotusest tehnika ja tehnoloogiaga ning vastavatest elukutsetest. − mõistaks teaduskeele erinevust tavakeelest ja kasutaks neid mõlemaid õigesti; − õpiks koguma ja töötlema infot, eristama vajalikku infot ülearusest, olulist infot ebaolulisest,

usaldusväärset infot infomürast; − mõistaks mudelite tähtsust loodusobjektide uurimisel, mudelite paratamatut piiratust ja arengut; − arendaks oskust kriitiliselt mõelda, eristaks teaduslikke teadmisi ebateaduslikest; − õpiks kirjeldama ja seletama loodusnähtusi; − oskaks lahendada kvalitatiivseid ja kvantitatiivseid füüsikaülesandeid ning probleeme kasutades

nii eksperimentaalset kui ka teoreetilist meetodit, teadvustaks põhjus – tagajärg seose. 1.3.2. Õppe eesmärgid gümnaasiumis laiendatud ainekava järgi Gümnaasiumi laiendatud füüsikaõppes taotletakse lisaks põhiõppele, et õpilane:

− mõistaks füüsika võtmerolli loodusteadusliku maailmapildi kujunemisel ning tehnika ja tehnoloogiate arengus;

− süvendaks ja laiendaks teadmisi füüsika keelest ja mõistete süsteemist ning õpiks neid kasutama füüsikaliste nähtuste ja objektide kirjeldamiseks, seletamiseks ja ennustamiseks;

− arendaks oskust kriitiliselt mõelda, kujundada füüsikaliste teadmiste ja oskuste alusel eetilised ja esteetilised hinnangud ühiskonna jätkusuutlikuks arenguks;

− teadvustaks teaduslike mõistete kujundamise viise ja meetodeid eesti füüsikute tegemiste kaudu ning võimalusel rakendada neid uute teadmiste omandamisel gümnaasiumis ja järgnevatel õpingutel reaalteaduslikel ja insener-tehnilistel erialadel.

2. peatükk III KOOLIASTE (8.-9. klass) 2.1. Õppesisu 8. klass

Valgusõpetus

Valgus kui energia. Valgusallikas. Päike. Täht. Valguse sirgjooneline levimine. Valguse kiirus. Vari. Varjutused. Kuu faaside teke. Valguse peegeldumine. Peegeldumisseadus. Tasapeegel, eseme ja kujutise sümmeetrilisus. Mattpind. Esemete nägemine. Valguse peegeldumise nähtus looduses ja tehnikas. Valguse murdumine. Murdumise seaduspärasus. Prisma. Täielik peegeldumine. Valgusjuht. Kumerlääts. Nõguslääts. Läätse fookuskaugus. Läätse optiline tugevus. Kujutised. Luup. Silm. Prillid. Fotoaparaat. Valguse murdumise nähtus looduses ja tehnikas. Valguse spektraalne koostis. Kehade värvus, valgusfilter. Valguse värvustega seotud nähtused looduses ja tehnikas.


3

Mehaanika

Liikumine ja jõud. Mass kui keha inertsuse mõõt. Aine tihedus. Kehade vastastikmõju. Jõud kui keha kiireneva või aeglustuva liikumise põhjustaja. Kehale mõjuva jõu rakenduspunkt. Jõudude tasakaal ja keha liikumine. Liikumine ja jõud looduses ja tehnikas. Kehade vastastikmõju. Gravitatsioon. Päikesesüsteem. Raskusjõud. Hõõrdumine, hõõrdejõud. Kehade elastsus ja plastsus. Deformeerimine, elastsusjõud. Dünamomeetri tööpõhimõte. Vastastikmõju esinemine looduses ja rakendamine tehnikas. Rõhumisjõud looduses ja tehnikas. Rõhk. Pascali seadus. Vedelikusamba rõhk. Manomeeter. Maa atmosfäär. Õhurõhk. Baromeeter. Üleslükkejõud (kvalitatiivselt). Keha ujumine, ujumise seaduspärasus. Areomeeter. Rõhu esinemine looduses ja rakendamine tehnikas. Mehaaniline töö ja energia. Töö. Võimsus. Energia, kineetiline ja potentsiaalne energia. Energia jäävuse seadus. Lihtmehhanism, kasutegur. Lihtmehhanismide esinemine looduses ja rakendamine tehnikas. Võnkumine ja laine. Võnkumise amplituud, periood, sagedus. Lained. Heli, heli kiirus, võnkesageduse ja heli kõrguse seos. Heli valjus. Elusorganismide hääleaparaat. Kõrv ja kuulmine. Müra ja mürakaitse. Võnkumiste avaldumine looduses ja rakendamine tehnikas. Laboratoorsed ja uurimuslikud tööd, millest õpetaja valikul tehakse vähemalt neli tööd. Varju uurimine. Peeglitega tutvumine. Tasapeegli uurimine. Läätsedega tutvumine. Kumerläätsega tekitatud kujutise uurimine. Rõhu määramine. Üleslükkejõu uurimine. Kehade hõõrdumise uurimine. Kehade deformeerimise uurimine. Võimsuse määramine. Kangi tasakaalutingimuse uurimine. Pendli võnkumise uurimine. 9. klass

Elektriõpetus

Elektriline vastastikmõju. Kehade elektriseerimine. Elektrilaeng. Elementaarlaeng. Elektroskoop. Elektriväli. Juht. Isolaator. Laetud kehadega seotud nähtused looduses ja tehnikas. Elektrivool. Elektrivool metallis ja elektrolüütide vesilahustes. Vabad laengukandjad. Elektrivoolu toimed. Voolutugevus, ampermeeter. Elektrivool looduses ja tehnikas. Vooluring. Vooluallikas. Vooluringi osad. Pinge, voltmeeter. Ohmi seadus. Elektritakistus. Eritakistus. Juhi takistuse sõltuvus materjalist ja juhi mõõtmetest. Takisti. Juhtide jada- ja rööpühendus. Elektrivoolu töö. Elektrivoolu võimsus. Elektrisoojendusriist. Elektriohutus. Lühis. Kaitse. Kaitsemaandus. Magnetnähtused. Püsimagnet. Magnetnõel. Magnetväli. Elektromagnet. Elektrimootor ja elektrigeneraator kui energiamuundurid. Magnetnähtused looduses ja tehnikas.

Soojusõpetus

Aine ehituse mudel: gaas, vedelik, tahkis. Soojusliikumine. Siseenergia, aineosakeste kiiruse ja temperatuuri seos. Soojusülekanne. Keha soojenemine ja jahtumine. Soojushulk. Aine erisoojus. Soojusülekanne. Soojusjuhtivus. Konvektsioon. Soojuskiirguse seaduspärasused. Termos. Päikeseküte. Energia jäävuse seadus soojusprotsessides. Aastaaegade vaheldumine. Sulamine ja tahkumine, sulamissoojus. Aurumine ja kondenseerumine, keemissoojus. Kütuse kütteväärtus. Soojusülekanne looduses ja tehnikas.

Tuumaõpetus Aatomienergia. Aatomituuma ehitus. Tuuma seoseenergia. Tuumade lõhustumine ja süntees. Päike. Aatomielektrijaam. Tuumakiirgus. Kiirguskaitse.


4

Laboratoorsed ja uurimuslikud tööd, millest õpetaja valikul tehakse vähemalt neli tööd. Kalorimeetri valmistamine ja uurimine. Vooluringi koostamine. Voolutugevuse mõõtmine. Pinge mõõtmine. Juhtide jada- ja rööpühenduse uurimine. Juhi takistuse määramine. Elektrivoolu töö ja võimsuse määramine. Juhtmete ühendamine pistikusse, lülitisse, lambipessa. Elektromagneti valmistamine ja uurimine. Püsimagneti omaduste tundmaõppimine. 1.2. Õpitulemused

Valgusõpetus Õpilane teab:

− objektide või nähtuste – Päike, täht kui valgusallikad, valguse peegeldumine, valguse neeldumine, valguse murdumine, valguse täielik peegeldumine, valguse spekter, Kuu ja Päikese varjutused – olulisi tunnuseid, seost teiste nähtustega, nähtuste kasutamist praktikas;

− füüsikaliste suuruste – fookuskaugus, läätse optiline tugevus – tähendust, mõõtühikut, mõõtmisviisi;

− mõistete – valgusallikas, valguskiir, liitvalgus, täis– ja poolvari, langemis– ning peegeldumisnurk, mattpind, murdumisnurk, fookus, tõeline kujutis, näiv kujutis, silm – olulisi tunnuseid;

− seoste o valguse peegeldumisel on peegeldumisnurk võrdne langemisnurgaga; o optiliselt ühtlases keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt; o valguse üleminekul ühest keskkonnast teise murdub valguskiir sõltuvalt valguse kiirusest

ainetes, kas pinna ristsirge poole või pinna ristsirgest eemale;

o Df

=1

tähendust, seose õigsust kinnitavat katset, seose kasutamist praktikas (valemeid võib vajadusel leida käsiraamatust);

− mõõteriistade – mõõtejoonlaud, mall – otstarvet ja kasutamise reegleid;

− rakenduste – tasapeegel, kumerlääts, nõguslääts, prillid, valgusjuht – otstarvet, töötamispõhimõtet, kasutamise näiteid, ohutusnõudeid;

Õpilane oskab:

− kasutada eeltoodud mõisteid, füüsikalisi suurusi, seoseid ning rakendusi loodus- ja tehnikanähtuste kirjeldamisel, seletamisel ja ennustamisel;

− lugeda murdumisseaduse graafikut, koostada tabeli andmete põhjal murdumise seaduspärasuse graafikut;

− oskab etteantud situatsioonikirjelduse põhjal sõnastada uurimisküsimust, kavandada ja läbi viia eksperimenti mõõtes kumerläätse fookuskaugust või tekitades kumerläätse abil esemest suurendatud või vähendatud kujutist, kirjeldada tekkinud kujutist, mõõta eseme ja kujutise kaugusi läätsest, töödelda katseandmeid (tabel, aritmeetiline keskmine, graafik) ning teha järeldusi uurimisküsimuses sisalduva hüpoteesi kehtivuse kohta;

− oskab leida infot käsiraamatutest ja tabelitest ning kasutada seda ülesannete lahendamisel.


5

Mehaanika Õpilane teab:

− nähtuste või objektide – liikumine, kehade vastastikmõju, gravitatsioon, hõõrdumine, deformatsioon, kehade ujumine, võnkumine, heli, laine, Päikesesüsteem – olulisi tunnuseid, seost teiste nähtustega, nähtuste kasutamist praktikas;

− füüsikaliste suuruste – pikkus, ruumala, mass, jõud – tähendust, mõõtühikut ja mõõteriista ning füüsikaliste suuruste – pindala, tihedus, kiirus, rõhk, mehaaniline töö, mehaaniline energia, võimsus, võnkeperiood, võnkesagedus – tähendust, mõõtühikut ja mõõtmisviisi.

− mõistete – raskusjõud, hõõrdejõud, elastsusjõud, õhurõhk, üleslükkejõud, potentsiaalne energia, kineetiline energia, kasutegur, võnkeamplituud, heli valjus, heli kõrgus, heli kiirus – olulisi tunnuseid;

− seoste o vastastikmõju tõttu muutuvad kehade kiirused ja seda vähem, mida suurem on keha mass; o rõhk vedelikes ja gaasides antakse edasi igas suunas ühte viis; o ujumisel on üleslükkejõud võrdne kehale mõjuva raskusjõuga; o keha saab tööd teha ainult siis, kui ta omab energiat; o keha või kehade süsteemi mehaaniline energia ei teki ega kao, energia võib vaid muunduda

ühest liigist teise; o ükski lihtmehhanism ei anna võitu töös (energia jäävuse seadus lihtmehhanismide korral; o mida suurem on võnkesagedus, seda kõrgem on heli;

o V

m=ρ ; gmF = ;

S

Fp = ; hgp ρ=

sFA = ; EA ∆= ; t

AN = ;

kogu

kasulik

A

A=η


− mõõteriistade – mõõtejoonlaud, mõõtesilinder, kaalud, dünamomeeter, kell, baromeeter – otstarvet ja kasutamise reegleid;

− rakenduste – kang, hammasülekanne – otstarvet, töötamispõhimõtet, kasutamise näiteid, ohutusnõudeid;

Õpilane oskab:


− lahendada arvutus- ja graafilisi ülesandeid, mille lahendus sisaldab kuni kaks valemiga esitatud seost;

− teisendada mõõtühikuid kasutades eesliiteid kilo-, detsi-, senti-, milli-;

− oskab etteantud situatsioonikirjelduse põhjal sõnastada uurimisküsimust, kavandada ja läbi viia eksperimenti mõõtes keha massi, korrapärase ja korrapäratu kujuga keha ruumala, keha tihedust, kehale mõjuvat jõudu, keha liigutamisel tehtud tööd ja võimsust, töödelda katseandmeid (tabel, aritmeetiline keskmine, graafik) ning teha järeldusi uurimisküsimuses sisalduva hüpoteesi kehtivuse kohta;


6


Elektriõpetus Õpilane teab:

− nähtuste või objektide – kehade elektriseerimine, elektriline vastastikmõju, elektrivool metallis, elektrivool elektrolüüdi vesilahuses – olulisi tunnuseid, seost teiste nähtustega, nähtuste kasutamist praktikas;

− füüsikaliste suuruste – voolutugevus, pinge – tähendust, mõõtühikut ja mõõteriista ning füüsikaliste suuruste – elektritakistus, eritakistus, elektrivoolu töö, elektrivoolu võimsus – tähendust, mõõtühikut ja mõõtmisviisi.

− mõistete – elektriseeritud keha, elektrilaeng, elementaarlaeng, keha elektrilaeng, elektriväli, elektrivool, vabad laengukandjad, juht, isolaator, vooluallikas, vooluring, lüliti, elektrienergia tarviti, lühis, kaitse, kaitsemaandus, magnetväli - olulisi tunnuseid;

− seoste o samanimeliste elektrilaengutega kehad tõukuvad, erinimeliste elektrilaengutega kehad tõmbuvad; o juht soojeneb elektrivoolu toimel; o elektrivooluga juht avaldab magnetilist mõju; o voolutugevus on võrdeline pingega; o jadamisi ühendatud juhtides on voolutugevus ühesuurune; o rööbiti ühendatud juhtide otstel on pinge ühesuurune; o magnetite erinimelised poolused tõmbuvad, magnetite samanimelised poolused tõukuvad; o magnetvälja tekitavad liikuvad elektriliselt laetud osakesed ja püsimagnetid;

o

R

UI = ;

S

lR ρ= ; 21 UUU += ; 21 III += tIUA = ; IUN =


− mõõteriistade – elektroskoop, ampermeeter, voltmeeter – otstarvet ja kasutamise reegleid;

− rakenduste – takisti, elektrisoojendusriist, elektromagnet, magnetnõel, elektrimootor, elektrigeneraator – otstarvet, töötamispõhimõtet, kasutamise näiteid, ohutusnõudeid;

Õpilane oskab:



− oskab etteantud situatsioonikirjelduse põhjal sõnastada uurimisküsimust, kavandada ja läbi viia eksperimenti mõõtes voolutugevust, pinget, takistust, elektrivoolu tööd, elektrivoolu võimsust, töödelda katseandmeid (tabel, aritmeetiline keskmine, graafik) ning teha järeldusi uurimisküsimuses sisalduva hüpoteesi kehtivuse kohta;



7

Soojusõpetus ja tuumaõpetus

Õpilane teab:

− nähtuste – soojusliikumine, soojusülekanne, sulamine, tahkumine, aurumine, kondenseerumine – olulisi tunnuseid, seost teiste nähtustega, nähtuste kasutamist praktikas;

− füüsikaliste suuruste – soojushulk, aine erisoojus, sulamissoojus, keemissoojus; kütuse kütteväärtus – tähendust, mõõtühikut, mõõtmisviisi;

− mõistete – Celsiuse skaala, siseenergia, soojusjuhtivus, konvektsioon, soojuskiirgus, molekulidevahelised tõmbe- ja tõukejõud, prooton, neutron, radioaktiivne lagunemine, tuumareaktsioon – olulisi tunnuseid;

− mudeleid – tahkis, vedelik, gaas, aatomituuma mudel.

− seoste o mida kiiremini liiguvad aineosakesed, seda kõrgem on temperatuur; o soojusülekandel levib siseenergia soojemalt kehalt külmemale; o keha siseenergiat saab muuta kahel viisil: töö ja soojusülekande teel; o kahe keha soojusvahetuse korral suureneb ühe keha siseenergia täpselt sama palju kui

väheneb teise keha siseenergia; o mida suurem on antud keha temperatuur, seda suurema soojushulga keha ajaühikus kiirgab; o mida tumedam on antud keha pind, seda suurema soojushulga keha ajaühikus kiirgab;

o )( 12 ttmcQ −= mQ λ= mLQ = mrQ = ;

o kergete tuumade ühinemisel ja raskete tuumade lõhustamisel vabaneb energiat; o aastaajad vahelduvad, sest Maa pöörlemistelg on tiirlemistasandi suhtes kaldu


− mõõteriistade – termomeeter, mõõtesilinder, kaalud – otstarvet ja kasutamise reegleid;

− rakenduste – termos, päikeseküte, tuumareaktor, kiirguskaitse – otstarvet, töötamispõhimõtet, kasutamise näiteid, ohutusnõudeid;

Õpilane oskab:



− oskab etteantud situatsioonikirjelduse põhjal sõnastada uurimisküsimust, kavandada ja läbi viia eksperimenti mõõtes keha temperatuuri ja soojushulka, töödelda katseandmeid (tabel, aritmeetiline keskmine, graafik) ning teha järeldusi uurimisküsimuses sisalduva hüpoteesi kehtivuse kohta;


1.2. Seosed (lõiming) teiste õppeainetega ja läbivate teemade käsitlemine 2.3.1. Aineõpet toetav integratsioon teiste ainetega. OLULISEMAD SEOSED TEISTE ÕPPEAINETEGA:


8

loodusõpetus – mõõtühik, mõõtmine, mõõteriist, füüsikaline suurus, pikkus, ruumala, aeg, aine tihedus, mõõtesilinder, aineosake, molekul, aatom, puhas aine, ainete segu, lahus, küllastunud lahus, sõelumine, setitamine, nõrutamine, filter, mehaaniline liikumine, kulgliikumine, tiirlemine, pöörlemine, trajektoor, teepikkus, kiirus, spidomeeter, jõud, dünamomeeter, raskusjõud, süsteem, mehaaniline töö, mehaaniline energia, kineetiline energia, potentsiaalne energia, soojusliikumine, soojuspaisumine, keha siseenergia, põlemine, soojusülekanne, soojusjuhtivus, konvektsioon, soojuskiirgus, tahkis, vedelik, gaas, sulamine, tahkumine, sulamistemperatuur, aurumine, keemine, keemistemperatuur, kondenseerumine, sublimatsioon, härmatumine, aatom, aatomituum, elektron, elektronkate, elektrilaeng, elementaarlaeng, neutron, prooton. matemaatika – graafikute koostamine ja lugemine, nurk ja selle mõõtmine, seos, mõõtkava, protsent, kreeka tähestik, valemite ja mõõtühikute teisendamine; geograafia – päikesekiirgus, seniit, õhumass, passaadid, mandriline ja mereline kliima, orkaan, samatemperatuurijoon ehk isoterm, veeringe, vee soolsus, riimvesi, looded, geiser, juga, kärestik, igikelts, mandri- ja mäeliustik. keemia – metallid, jt ained, tahkise kristallivõre, aatomi ehitus, isotoop, ioon, keemiline element, perioodilisussüsteem, metalli mudel soojus- ja elektrijuhtivuse seisukohast, elektrolüüt ja selle vesilahus, vesiniksideme roll ja vee soojenemisel, sulamisel ning aurustumisel; bioloogia – looduslik tasakaal, fossiilne kütus, kasvuhooneefekt, nähtav valgus, ultravalgus, nägemine, silm, kuulmine, hääleorgan, kõrv, keskkonnakaitse; ajalugu – teadmiste ja teaduse arengu lugu, elu ja olustikuline taust füüsika suurkujude elamise ajal (Demokritos, Galilei, Newton, Edison, Torricelli, Lenz, Jacobi, Richmann, Franklin jt.); kehaline kasvatus – liikumine, jõud ja energia; keeled – teaduskeele sõnade tähendus ja nende seos tavakeele sõnadega, teaduskeele sõnade õigekiri ja hääldamine; kirjeldamine, jutustamine, arutlus, väitlus; kirjandus, kunst ja muusika – füüsikaga seotud lood kirjandusest, füüsikalised nähtused kujutavas kunstis, värvusõpetus, heliõpetus; töö- ja tehnoloogiaõpetus, käsitöö, kodundus – tehnika ajalugu ja tänapäev, ehitusmaterjalid; infotehnoloogia – arvutioskus, informatsiooni hankimine ja töötlemine. 2.3.2. Läbivate teemade käsitlusvõimalused.

Elukestev õpe ja karjääri planeerimine Füüsikaõpe võimaldab näidata perspektiivi füüsikaga seotud elukutsete valikul väga paljudes valdkondades. Põhikooli füüsikaõppes tuuakse esile need eluvaldkonnad ja -kutsed, mis on seotud õpingutega kutsehariduses. Füüsikaõpe motiveerib noort inimest järjepidevaks õppimiseks ja kasvatades sihikindlust, loob aluse noore inimese huvile loodusnähtuste jälgimise ja selgitamise osas ka edaspidi, mis tähendab elukestvat õppimist.

Keskkond ja jätkusuutlikkus Kogu looduskeskkonna talituse mõistmine. Füüsikaliste, keemiliste ja bioloogiliste protsesside vastastikused seosed. Elukeskkonna ja loodushoiu probleemid, tehnika ja tehnoloogia probleemide teadvustamine ja säästliku eluviisi propageerimine. Optika – valguse osa eluslooduse säilimisel, arenemisel, erinevate valguskiirguste mõju ja kasutusvõimalused. Mehaanika – liikumisega ja jõududega seotud probleemid masinate töös, liikluses. Elektriõpetus ja soojusõpetus – nn roheline energia ja selle tootmise võimalused, taastuvad ja taastumatud kütused, päikeseenergia, tuumaenergiaga seotud keskkonna probleemid, tuumaenergia kui tuleviku energia, ioniseerivate kiirguste mõju elukeskkonnale.


9

Kodanikuühiskond ja osalemine Motiveeriv füüsikaõpe soodustab aktiivsete noorte sulandumist kodanikuühiskonda ja aktiivset osalemist ja kaasalöömist eelkõige keskkonnaprobleemide lahendamisel ja jätkusuutliku elukeskkonna säilimisele ja arenemisele.

Omakultuur ja kultuuriline mitmekesisus Põhikooli füüsikas rõhutatakse füüsika rahvusvahelist iseloomu ja Eestiga seotud teadlaste töid (Lenz, Jacobi, Richmann).

Teabekeskkond Kaasaegne infoühiskond nõuab teabekeskkonnas orienteerumise oskust, et leida vajalik info, osates eristada tõest väärast, olulist ebaolulisest. Füüsikaõppes on teabekeskkond ja füüsikaõpe on seotud kogu õppeprotsessiga nii klassiruumis kui väljaspool seda. Teabekeskkonnas orienteerumisele aitab kaasa töö teatmematerjalidega, populaarteadusliku kirjandusega, interneti materjalidega; õppekäikude organiseerimine, õppetundide läbiviimine muuseumides ja teaduskeskustes.

Tehnoloogia ja innovatsioon Põhikooli füüsika keskendub tehnikale ja tehnoloogiatele, mis on seotud õpilaste lähima ümbrusega, mis on olulised teistele loodusainetele ja mille füüsikalise põhimõtete mõistmine on õpitud füüsika baasil võimalik: kiudoptika, fotoaparaat, zuumimine, värvilise pildi tekitamine monitoris, automatiseeritud kauguse mõõtmine (sonar), ülemaailmne positsioneerimise süsteem (GPS), ultraheli ja laserite rakendused meditsiinis jne. Tervis ja ohutus Inimesele on füüsikateadmised nii tervislike eluviiside kui turvalisuse seisukohalt vajalikud. Ohutusnõuded optikas – UV- kiirguse ohtlikkus, silmade kaitse kiirguste eest (ere valgus, UV-kiirgus,); mehaanikas turvaline kiirus liikluses (inertsus, sõiduki peatumisteekond), elektriõpetuses – elektriohutusnõuded, soojusõpetuses – tuleohutus, ohutusnõuded laboratoorsete tööde tegemisel), radioaktiivsed kiirgused ja nende eest kaitse.

Väärtused ja kõlblus Füüsika ajaloo abil on võimalik teadlaste, leidurite elulugude ja –tegevuse kaudu, tuues eeskujuks nende töökuse, sihikindluse, eetilisuse jt. positiivsed omadused, kujundada õpilastes väärtushinnanguid. (Galilei, Newton, Edison, Torricelli, Lenz, Jacobi, Richmann, Franklin jt.). Füüsikaõppe kaudu saab väärtustada loodushoidu ja säästlikku suhtumist loodusesse, inimkonda. 3. GÜMNAASIUM (10.-12. klass) 3.1. Gümnaasiumi füüsika põhiainekava õppe sisu

10. klass

Kursus: FÜÜSIKALISE MAAILMAPILDI KUJUNEMINE

Inimene kui looduse vaatleja. Vaatleja esmased tõdemused. Kehad vaatleja lähiümbruses. Kehade mõõtmed, mõõtmete võrdlemisel tekkiv vaatleja kujutlus ruumist. Kehade liikumine, liikumiste võrdlemisel tekkiv kujutlus ajast. Vaatleja kaks põhiküsimust: 1) mis on selle taga? ja 2) mis on selle sees? Füüsika, kui nendele küsimustele vastust otsiv loodusteadus. Väline ja sisemine nähtavushorisont. Esmased vaatlused välise nähtavushorisondi suunal. Vaatlusastronoomia. Taevas. Taevakehade asukoht ja liikumine taevaskeral. Kuu faasid. Varjutused. Kalender. Tähtkujud. Vaatlusvahendid ja nende areng. Taevakaardid ja atlased. Vastastikmõju. Vaatlused sisemise nähtavushorisondi suunal.


10

Kehade vastastikmõju – liikumisoleku muutumise põhjus. Jõud kui vastastikmõju mõõt ja kirjeldaja. Newtoni III seadus – kehade vastastikmõju seadus. Väli kui vastastikmõju vahendaja. Aine ja väli kui reaalsuse kaks põhivormi. Atomistlik printsiip ja selle kehtivus nii ainele kui väljale. Aine elementaarosakesed ja välja kvandid. Aine allumine ja välja allumatus tõrjutusprintsiibile. Jõud kui vektor. Väljade liitumisprintsiip ja jõudude liitmine. Resultantjõud. Liikumisoleku muutumatus, muutumine ning selle põhjused. Kehade inertsus. Keha liikumine resultantjõu võrdumisel nulliga. Newtoni I seadus – inertsiseadus. Keha liikumine resultantjõu mittevõrdumisel nulliga. Newtoni II seadus. Keha inertne mass. Gravitatsiooniseadus. Keha raske mass. Inertse ja raske massi võrdsus ning samaväärsus. Orbitaalne liikumine. Päikesesüsteem ja tähed. Geotsentriline ja heliotsentriline maailmapilt. Päikesesüsteemi planeedid ja nende liikumine. Planeetide ringliikumine kui inertsi ja gravitatsiooni koostoime tagajärg. Planeetide kaaslased. Asteroidid, komeedid, meteoorid ja teised Päikesesüsteemi väikekehad. Päike ja teised tähed. Tähtede karakteristikud, tähtede evolutsioon. Välise nähtavushorisondi poole - Galaktika ja universum. Linnutee koostis, mõõtmed ja struktuur. Kosmoloogiline printsiip. Suur Pauk. Universumi vanus. Galaktikate teke ja evolutsioon. Universumi struktuur. Antroopsusprintsiip. Sisemise nähtavushorisondi poole – aatomimudelid. Mehaanilise liikumise liigid: kulgliikumine, pöördliikumine, võnkumine, laine. Energia. Energia miinimumi printsiip. Planetaarne aatomimudel. Dualismiprintsiip. Kaasaegse maailmapildi tõenäosuslikkus. Osakese leiulained. Elektroni seisulained aatomis ja kaasaegne aatomimudel (kvalitatiivselt). Kursus: MEHAANIKA

Sissejuhatus mehaanikasse.

Newtoni III seadus Vastastikmõjud mehaanikas. Vastastikmõju kui liikumise muutumise põhjus. Jõud kui vastastikmõju mõõt

ja kirjeldaja. Jõud kui vektor. Newtoni III seadus. Newtoni I seadus kui inertsiseadus Liikumine. Taustsüsteem. Nihe. Aeg. Kiirus. Liikumise suhtelisus. Newtoni I seadus. Inerts. Inertsiaalne taustsüsteem. Ühtlase sirgjoonelise liikumise liikumisvõrrand, kiiruse ja liikumise graafikud. Newtoni II seadus Kiirendusega liikumine. Inertsus, keha mass. Punktmass. Kiirendus. Newtoni II seadus. Resultantjõud. Punktmassi sirgjooneline liikumine jääva jõu mõjul. Hetkkiirus. Keskmine kiirus. Liikumisvõrrand, kiiruse, kiirenduse ja liikumise graafikud. Jõud mehaanikas Gravitatsioon. Gravitatsioonijõud, raskusjõud. Gravitatsiooniseadus. Raskuskiirendus kui gravitatsioonivälja tugevus. Vaba langemine. Kiiruse- ja liikumisvõrrand vertikaalsel liikumisel. Elektromagnetilise päritoluga jõud mehaanikas. Keha deformatsioon, deformatsiooni liigid. Elastsusjõud. Jäikus. Hooke´i seadus. Keha kaal. Keha kaal vertikaalsel kiirendusega liikumisel. Kaalutus. Kehade hõõrdumine, hõõrdumise liigid. Hõõrdejõud. Hõõrdetegur. Hõõrdejõu seadus. Jõud looduses ja inimese igapäevases elus. Näiteid mitme jõu koosmõjust kehale.


11

Perioodilised liikumised Keha tiirlemine ja pöörlemine. Ühtlane ringjooneline liikumine. Ühtlase ringjoonelise liikumise kirjeldamine: pöördenurk, periood, sagedus, nurk- ja joonkiirus, kesktõmbekiirendus. Newtoni II seadus ja ringliikumine. Ringliikumine igapäevases elus, looduses. Harmooniline võnkumine. Võnkumine kui muutuva kiirendusega liikumine (kvalitatiivselt). Pendli võnkumise kirjeldamine: hälve, amplituud, periood, sagedus, energia muundumine võnkumisel. Võnkumise graafik. Resonants. Võnkumised igapäevases elus, looduses. Lained. Piki- ja ristlained. Lainet iseloomustavad suurused: lainepikkus, kiirus, periood, sagedus, nendevahelised seosed. Lainetega kaasnevad nähtused: peegeldumine, murdumine, neeldumine, interferents, difraktsioon. Seisulaine. Lained ja nendega kaasnevad nähtused igapäevases elus, looduses. Jäävusseadused mehaanikas. Impulsi ja energia jäävuse seadus Impulss. Impulsi jäävuse seadus. Reaktiivliikumine. Rakendused looduses ja igapäevaelus. Impulsimoment. Impulsimomendi jäävuse seadus. Rakendused looduses ja igapäevaelus. Mehaaniline töö ja võimsus. Mehaaniline energia. Potentsiaalne ja kineetiline energia. Mehaanilise energia jäävuse seadus. Mehaanilise energia muundumine teisteks energia liikideks. Mehaanilise energia jäävuse seadus igapäevaelus ja looduses. Laboratoorsed ja uurimuslikud tööd, millest õpetaja valikul tehakse vähemalt kolm tööd. Kiirenduse määramine. Newtoni II seaduse uurimine. Mehaanilise energia jäävuse kontrollimine. Impulsi jäävuse seaduse kontrollimine. Elastsusjõu uurimine. Hõõrdejõu uurimine. Võnkumiste uurimine. Pöördliikumise uurimine. 11. klass Kursus: SOOJUSÕPETUS (MOLEKULAARFÜÜSIKA)

Sissejuhatus soojusõpetusse Molekulaar-kineetilise teooria põhiseisukohad aine ehituse ja soojusnähtuste kirjeldamiseks. Statistiliste seaduspärasuste kasutamise vajalikkus mikromaailmas toimuvate protsesside kirjeldamisel.

Soojusnähtuste kirjeldamine Mikro- ja makroparameetrid, nendevahelised seosed. Keha siseenergia. Temperatuur kui molekulide keskmise kineetilise energia mõõt. Temperatuuriskaalad. Ideaalne ja reaalne gaas. Ideaalne gaas kui termodünaamiline süsteem. Ideaalse gaasi olekuvõrrand. Isoprotsessid. Gaasi olekuvõrrandiga seletatavad nähtused. Termodünaamika alused Siseenergia muutmise viisid: mehaaniline töö ja soojusvahetus. Soojushulk. Termodünaamika I printsiip, selle seostamine isoprotsessidega. Adiabaatiline protsess. Soojusmasina tööpõhimõte, soojusmasina kasutegur. Näited elust, loodusest. Termodünaamika II printsiip. Suletud, avatud süsteemid. Pööratavad ja pöördumatud protsessid looduses, elukeskkonnas. Entroopia. Termodünaamika printsiipide teadvustamine ja arvestamine. Aine ehituse alused Aine kolm agregaatolekut, nende sarnasused ja erinevused. Veeaur õhus kui reaalne gaas. Õhuniiskus. Küllastunud ja küllastumata aur. Absoluutne ja suhteline niiskus, kastepunkt. Ilmastikunähtused. Vedelike omadused: voolavus ja pindpinevus. Märgamine, kapillaarsus ja nende ilmnemine looduses. Tahkised ja amorfsed ained. Difusioon, soojusjuhtivus ja sisehõõre aine eri agregaatolekutes (kvalitatiivselt).


12

Aine olekute muutused. Sulamine, tahkumine. Aurustumine, kondenseerumine, keemine. Siirdesoojused. Kütuse kütteväärtus. Soojusbilansi võrrand oleku muutuste arvestamisega. Laboratoorsed ja uurimuslikud tööd, millest õpetaja valikul tehakse vähemalt kolm tööd. Ideaalse gaasi olekuvõrrandi kontrollimine. Õhuniiskuse määramine. Vedeliku pindpinevuse uurimine. Kristallide kasvatamine. Difusiooni uurimine. Märgamise uurimine. Kursus: ELEKTROMAGNETISM Sissejuhatus elektriõpetusse Elektrilaeng. Sõna laeng tähendused. Positiivsed ja negatiivsed laengud. Elementaarlaeng. Laengu jäävuse seadus. Kehade elektriseerimine hõõrumisel. Elektrivool. Voolutugevus, voolu suund. Vabad laengukandjad. Voolu suuna sõltumatus laengukandjate märgist. Voolutugevus. Juhid, dielektrikud ja pooljuhid. Voolutugevuse seos laengukandjate suunatud liikumise keskmise kiirusega. Elektri- ja magnetvälja kirjeldamine Elektri- ja magnetvälja võrdlus. Elektromagnetiliselt aktiivsed kehad (laetud keha, vooluga juhe, püsimagnet). Coulomb’i seadus. Punktlaeng. Ampere’i seadus. Püsimagnet ja vooluga juhe. Osakese spinn ja omamagnetväli. Elektri- ja magnetvälja kirjeldavad vektorsuurused – elektrivälja tugevus ja magnetinduktsioon. Punktlaengu väljatugevus ja sirgvoolu magnetinduktsioon. Elektrivälja potentsiaal ja pinge. Pinge ja väljatugevuse seos. Välja visualiseerimine: välja jõujoon. Homogeenne elektriväli kahe erinimeliselt laetud plaadi vahel, homogeenne magnetväli solenoidis. Ainet kirjeldavad suurused: dielektriline ja magnetiline läbitavus. Elektromagnetiline induktsioon. Liikuvale laetud osakesele mõjuv magnetjõud. Magnetväljas liikuva juhtmelõigu otstele indutseeritav pinge. Faraday katsed. Elektromotoorjõud kui kõigi indutseeritavate pingete summa juhtmekeerus. Magnetvoo mõiste. Faraday induktsiooniseadus. Lenzi reegel. Elektrivool ja elektromagnetismi rakendused Alalisvool. Voolu tekkimise tingimused. Ohmi seaduse olemus. Juhi takistus ja aine eritakistus. Takistuse sõltuvus temperatuurist. Ülijuhtivus. Elektrivoolu töö ja võimsus. Ohmi seadus kogu vooluringi kohta. Vooluallikad. Sisetakistus ja välistakistus. Elektrivool vedelikes ja gaasides. Kehade omadusi kirjeldavad suurused. Mahtuvus. Kondensaatorid. Plaatkondensaatori mahtuvus. Endainduktsioon. Induktiivsus. Elektrivälja ning magnetvälja energia. Vahelduvvool ja elektromagnetvõnkumised. Vahelduvvoolu kirjeldamine harmoonilise funktsiooniga. Vahelduvvoolu saamine. Generaator. Vahelduvvooluvõrk. Faas ja neutraal. Elektriohutus. Vahelduvvoolu võimsus, voolutugevuse ja pinge efektiivväärtused. Elektromagnetvõnkumised. Võnkering. Elektromagnetlained ja nende kasutamine. Voltmeetri, ampermeetri ja multimeetri kasutamine. Laboratoorsed ja uurimuslikud tööd, millest õpetaja valikul tehakse vähemalt kolm tööd. Elektrimõõtmised. Kuivelemendi uurimine. Vee elektrijuhtivuse uurimine. Kondensaatori valmistamine ja uurimine. Juhi elektritakistuse uurimine. Püsimagneti magnetilise induktsiooni määramine. 12. klass Kursus: OPTIKA


13

Sissejuhatus optikasse Valguse kirjeldamise kaks viisi: laine ja osake. Optika areng läbi aegade. Valguse dualism. Laineoptika Valgus kui elektromagnetlaine. Valguslaine ja seda kirjeldavad suurused: lainefront, kiir, lainepikkus, periood, sagedus, kiirus, faas, intensiivsus. Seos värvuse ja lainepikkuse vahel. Difraktsioon ja interferents kui nähtused, mis seletuvad valguse laineomaduste abil. Difraktsiooni ja interferentsi jälgimise tingimused: lainete koherentsus ja avade/tõkete väiksus. Difraktsiooni ja interferentsi rakendusi (difraktsioonivõre, selgendavad katted, holograafia). Polariseeritud valgus, selle saamine ja omadused. Polaroidprillid ja LCD ekraan. Valguse ja aine vastastikmõju Valguse peegeldumine, peegeldumisseadus. Valguse murdumine, murdumisseadus. Kujutise tekkimine läätses ja läätse valem. Rakendused: prisma, luup, fotoaparaat, digitaalne kaamera. Valguse dispersioon. Spektraalriista töö põhimõte. Spektrite liigid. Spektraalanalüüs. Kvantoptika Valgus kui footonite voog. Footon. Plancki valem. Välis- ja sisefotoefekt (valemiteta). Fotoelement, päikesepatarei, fotokeemiline reaktsioon. Fotomeetria Valgusvoog. Valgustugevus kui valgusallikat kirjeldav suurus. Valgustatus kui mingile pinnale langevat valgust kirjeldav suurus. Valgustatuse olenevus valgusallika kaugusest ja valgustugevusest (kvalitatiivselt) Laboratoorsed ja uurimuslikud tööd, millest õpetaja valikul tehakse vähemalt kolm tööd. Valguse lainepikkuse määramine. Dispersiooni uurimine. Murdumisnäitaja määramine. Läätse fookuskauguse määramine. Valguse interferentsi uurimine. Spektraalanalüüsiga tutvumine.

Kursus: XX SAJANDI FÜÜSIKA

Relativistlik füüsika Füüsika arengulugu. Relatiivsusteooria lähtekohad ja postulaadid. Relativistlikud efektid. Suurte kiiruste liitmine. Mass ja energia relatiivsusteoorias. Gravitatsioon ja üldrelatiivsusteooria. Aatomi ja tuumafüüsika Atomistika ajalugu. Aatomimudelid. Bohri aatomimudel. Kvantarvud. Energianivood. Kvantmehaanika teke ja põhiideed. Kaasaegne aatomimudel. Energiatsoonid tahkises: metall, pooljuht, dielektrik. Aatomituuma ehitus. Massidefekt. Seoseenergia. Eriseoseenergia Tuumareaktsioonid. Radioaktiivsus. Poolestusaeg. Tuumafüüsika rakendused. Tuumaenergeetika, tuumarelv. Ioniseerivad kiirgused ja nende toimed. Kiirguskaitse. Elementaarosakeste füüsika Standardmudel. Elementaar- ja fundamentaalosakesed. Nõrk ja tugev vastastikmõju. Tuumauuringute meetodid. Uurimuslik töö. p-n siirde uurimine. 3.2. GÜMNAASIUMI PÕHIAINEKAVA ÕPITULEMUSED


14

3.2.1. ÜLDISED ÕPITULEMUSED Gümnaasiumi lõpetaja

− teab füüsikaliste nähtuste ja objektide iseloomulikke tunnuseid ja nähtuste ilmnemise tingimusi. Oskab füüsikanähtusi seletada, kasutades õpitud seadusi ja seaduspärasusi. Toetudes loodusteaduslikule meetodile ja mõtlemisviisile, oskab näha ja leida olemuslikke seoseid erinevate nähtuste vahel. Teab ja oskab seletada õpitud füüsikaliste nähtuste praktilisi rakendusi;

− teab füüsikalisi suurusi ja nähtusi või omadusi, mida suurus iseloomustab. Seostab omavahel erinevaid füüsikalisi suurusi ja oskab kasutada vastavaid mõõtühikuid. Oskab käsitseda mõõteriistu ennast ohustamata ja mõõteriista säästvalt;

− teab koolifüüsikas käsitletavaid seadusi ja seaduspärasusi, seadusi väljendavaid seoseid ja mõistab nende semantikat. Oskab analüüsida ja hinnata seaduse rakendatavust praktikas;

− saab aru mudelite abist ja tähtsusest loodusobjektide uurimisel ning mõistab mudelite paratamatut piiratust ja pideva arengu vajadust;

− eksperimentaalses uurimistegevuses seostab teoreetilisi teadmisi praktikaga, omandades kogemusi ja oskusi loodusteadusliku uurimismeetodi ning teadusliku järeldamise kohta. Teadvustab loodusteaduslikku meetodit kui ühte olulist teadmiste omandamise viisi;

− oskab planeerida lihtsaid katseid, koostada katseskeeme ja -seadmeid, kasutada mõõteriistu, fikseerida ja töödelda mõõtmistulemusi ning teha katsetulemuste põhjal järeldusi ja anda hinnanguid;

− lahendades elulisi probleemülesandeid arendab kriitilist mõtlemisoskust ja süsteemmõtlemist. Suudab koguda infot, otsustada selle usaldusväärsuse üle ja infot kasutada;

− mõistab ja hindab füüsikateadmiste vajadust inimese igapäevases elus, füüsikateadmiste olulisust turvalise, tervisliku ja jätkusuutliku elukeskkonna kujundamisel ja püsima jäämisel;

− mõistab teiste teaduste kõrval füüsika võtmerolli nüüdisaegse tervikliku loodusteadusliku maailmapildi kujunemisel. Oskab näha seoseid füüsika ja teiste teaduste ning tehnoloogia vahel. Kasutab neid seoseid probleemide lahendamisel.

3.2.2. KONKREETSED ÕPITULEMUSED

Konkreetsed õpitulemused on esitatud mõistete ja oskustena. Õpilane teab õppe sisus toodud mõisteid äratundmise ja reprodutseerimise tasemel. Oskuste loetelu annab teada, kuidas õpilane oskab kirjeldada ja selgitada füüsikaga seotud nähtusi, milliseid seoseid oskab kasutada kvantitatiivsete, kvalitatiivsete, praktiliste (laboratoorsete) ülesannete lahendamisel, milliseid mõõteriistu oskab kasutada. Ülesannete lahendamisel on vajaduse korral lubatud kasutada teatmematerjalide abi.

Oskused näitavad nähtuste seletamist ja praktiliste ning arvutusülesannete (kvalitatiivsete, graafiliste, analüütiliste) lahendamist, lubades kasutada vajaliku info otsimiseks, leidmiseks ja kasutamiseks teatmematerjale.

Nii mõistete kui oskuste juures taotletakse õpitulemustega, et õpilane on suuteline seostama ja kasutama õpitud mõisteid ja seoseid igapäevaeluga. Kursus: FÜÜSIKALISE MAAILMAPILDI KUJUNEMINE


15

Gümnaasiumi lõpetaja − teab mõisteid: planeet, asteroid, komeet, meteoor, täht, tähtkuju, galaktika, universum,

Päikesesüsteem, tähesuurus; − oskab kvalitatiivselt kirjeldada ja seletada mõisteid: Päike, Kuu, Maa, varjutus. − oskab kvalitatiivselt kirjeldada mudeleid: Päikesesüsteem, tähe evolutsioon, universumi

tekkimine Suure Paugu teooria põhjal. Kursus: MEHAANIKA Gümnaasiumi lõpetaja − teab mõisteid: taustsüsteem, hetkkiirus, keskmine kiirus, nihe, teepikkus, kiirendus, mass, jõud,

impulss, mehaaniline energia, kineetiline energia, potentsiaalne energia, mehaaniline töö, võimsus, ringliikumine, periood, sagedus, joon- ja nurkkiirus, kesktõmbekiirendus, amplituud, hälve, võnkumine, resonants, laine, laine levimiskiirus, vastastikmõju, resultantjõud; elatsusjõud, jäikus, deformatsioon, keha kaal, hõõrdumine, hõõrdejõud, hõõrdetegur, tiirlemine, pöörlemine, pöördenurk, pikilaine, ristlaine, interferents, difraktsioon;

− teab seadusi: Newtoni I, II ja III seadus, ülemaailmne gravitatsiooniseadus, impulsi jäävuse seadus, mehaanilise energia jäävuse seadus;

− oskab kvalitatiivselt kirjeldada ja seletada nähtusi: liikumine, sirgjooneline liikumine, ühtlane liikumine, kiirendusega liikumine, ringliikumine, võnkumine, laine, seisulaine, inerts, vaba langemine, hõõrdumine, resonants, elastne põrge, mitteelastne põrge, reaktiivliikumine;

− oskab lahendada arvutus-, graafilisi ja küsimusülesandeid kasutades lahendamiseks järgmisi seoseid, mida vajadusel võib leida käsiraamatust.

− r r rv v v= +1 2 ; v

l

tk = ;

rr r

av v

t=

− 0 2

2

00ta

tvxx ±+= ;

r

r

aF

m= ;

r rF F1 2= − ;

221

r

mmGF = ;

rp const=∑ ;

αcossFA = ; t

AN = ; A E= ∆ ;

kp EEE += ;

2

2vm

Ek = ; hgmE p = Tf

=1

; ωϕ

=t

;

rv ⋅= ω ; fv λ= ; lkF ∆−= ; NFF µ= ,

kus: l – teepikkus, v – kiirus, t – aeg, vk. – keskmine kiirus, a –- kiirendus, v – lõppkiirus, v0 – algkiirus, F – jõud, m – keha mass, a – kiirendus, µ – hõõrdetegur, FN – rõhumisjõud, G – gravitatsioonikonstant, r – kaugus kehade vahel, p – impulss, g – vabalangemise kiirendus, h – kõrgus, A – töö, s – nihe, α– nurk jõuvektori ja nihkevektori vahel, N – võimsus, v – joonkiirus, ω – nurkkiirus, T – periood, an – kesktõmbekiirendus, f – sagedus.

− oskab kirjeldada ja kasutada mudelit: punktmass;

− oskab kasutada mõõteriistu: mõõtjoonlaud, kell, dünamomeeter, kaalud;

− oskab kirjeldada ja seletada rakendust: reaktiivliikumine.

Kursus: SOOJUSÕPETUS


16

Gümnaasiumi lõpetaja: − teab mõisteid: mikroparameeter, makroparameeter, gaasi rõhk, temperatuur, isoprotsess,

siseenergia, avatud ja suletud süsteem soojusõpetuses, soojushulk, õhuniiskus, pindpinevus, agregaatolek, aurustumine, kondenseerumine, sulamine, tahkestumine;

− teab seadusi: termodünaamika I ja II printsiip, ideaalse gaasi olekuvõrrand.; − oskab kvalitatiivselt kirjeldada ja seletada mõisteid: soojusliikumine, isoprotsess, pöörduvad ja

pöördumatud protsessid (difusioon, soojusjuhtivus, soojuspaisumine), termodünaamika printsiibid, entroopia muutus, agregaatolekute muutustega kaasnevaid energiaülekanded, reaalsed gaasid, küllastunud aur, suhteline niiskus, kastepunkt, märgamine, kapillaarsus, tahkis, amorfne keha;

− oskab vajadusel leida käsiraamatust ja kasutada arvutus-, graafiliste ja küsimusülesannete lahendamiseks seoseid:

Tknp = ; TRM

mVp = ; Q U A= +∆ ; termodünaamika II printsiip;

kogu

kas

A

A=η η =

−T T

T

1 2

1

; tmcQ ∆= ; mLQ = ; mQ λ= mrQ = ,

kus: p – gaasi rõhk, n – osakeste kontsentratsioon, k – Boltzmanni konstant, V – gaasi ruumala, T – gaasi absoluutne temperatuur, t – gaasi temperatuur Celsiuse skaalas, m – gaasi mass, M – gaasi molaarmass, R – gaasi universaalkonstant, ∆U – siseenergia muut, A – gaasi poolt tehtud töö, η – soojusmasina kasutegur, Q – soojushulk, c – erisoojus, m – mass, ∆t – temperatuuri muut, λ – sulamissoojus, L – aurustumissoojus, r - kütuse kütteväärtus.

− oskab kirjeldada ja kasutada mudelit: ideaalne gaas, termodünaamiline süsteem;

− oskab kasutada mõõteriistu: termomeeter, manomeeter, baromeeter;

− oskab kirjeldada ja seletada rakendusi: soojusmasin

Kursus: ELEKTROMAGNETISM Gümnaasiumi lõpetaja teab

− teab mõisteid: elektrilaeng, elektrivool, elektrivälja tugevus, elektrivälja potentsiaal, pinge, elektrimahtuvus, voolutugevus, vooluallikas, vooluallika elektromotoorjõud, elektritakistus, eritakistus, magnetvoog, induktiivsus, vahelduvvool, pinge ja voolu efektiivväärtused;

− teab seadusi: Coulomb’i seadus. Ampere’i seadus, Faraday induktsiooniseadus, Lenzi reegel. Ohmi seadus kogu vooluringi kohta, väljade superpositsiooniprintsiip;

− oskab kvalitatiivselt kirjeldada ja seletada nähtusi: osakese spinn, välja jõujoon, homogeenne väli, dielektriline läbitavus, magnetiline läbitavus, elektromagnetiline induktsioon, magnetinduktsioon, ülijuhtivus, sise- ja välistakistus, mahtuvus, elektromagnetvõnkumine, elektromagnetlained;


constqq n =++ ...1 221

r

qqkF = ; tUIUqA == ; I

U

R= ;

S

lR ρ= ; I I I n1 2= = =... ; U U U n= + +1 ... ; R R Rn= + +1 ... ;


17

U U U n1 2= = =... ; I I I n= + +1 ... ; 1 1 1

1R R Rn

= + +... ; IR r

=+

ε;

ti

∆

∆Φ=ε ; CLT π2= ,

kus: q – elektrilaeng, F – jõud, k – elektriline konstant, r – kaugus kahe laengu vahel, A – töö, t – aeg, I – voolutugevus, U – pinge, R – takistus, l - juhi pikkus, S - juhi ristlõike pindala, ε – vooluallika elektromotoorjõud, r – vooluallika sisetakistus, T – võnkeringi võnkeperiood, L- pooli induktiivsus, C – kondensaatori mahtuvus.

− oskab kirjeldada ja kasutada mudelit: elektrostaatiline väli, punktlaeng, voolu magnetväli;

− oskab kasutada mõõteriistu: ampermeeter, voltmeeter, multimeeter;

− oskab kirjeldada ja seletada rakendust: kondensaator, induktiivpool, generaator, elektrienergia tootmine ja ülekanne, vahelduvvooluvõrk, elektromagnetlainete kasutamine sidepidamises.

Kursus: OPTIKA Gümnaasiumi lõpetaja

− teab mõisteid: elektromagnetlaine, lainefront, kiir, lainepikkus, periood, sagedus, kiirus, faas, valguse intensiivsus, valguse difraktsioon, valguse interferents, käiguvahe, polariseeritud valgus, valguse dispersioon, spekter, pidevspekter, footon, fotoefekt, valgusvoog, valgustugevus, valgustatus;

− teab seadusi: peegeldumisseadus, murdumisseadus;

− oskab kvalitatiivselt kirjeldada ja seletada nähtusi: seos värvuse ja lainepikkuse vahel, koherentsus, avade ja tõkete väiksuse tingimus, kujutise tekkimine läätses;


nc

v= ; n21 =

sin

sin

α

γ;

fD

1=

kaf

111+= fc λ= fhE = ,

kus: n – absoluutne murdumisnäitaja, c – valguse kiirus vaakumis, v – valguse kiirus aines, n21 – teise keskkonna suhteline murdumisnäitaja esimese keskkonna suhtes, α – langemisnurk, γ – murdumisnurk, D – läätse optiline tugevus, f – läätse fookuskaugus, a – eseme kaugus läätsest, k – kujutise kaugus läätsest, λ – valguse lainepikkus, E – kvandi energia, h – Plancki konstant, f –valguse sagedus.

− oskab kirjeldada ja kasutada mudelit: elektromagnetväli;

− oskab kirjeldada ja seletada rakendusi: difraktsioonivõre, selgendavad katted, holograafia, polaroidprillid, LCD ekraan, prisma, luup, fotoaparaat, digitaalne kaamera, spektraalanalüüs, fotoelement, päikesepatarei, fotokeemiline reaktsioon.

Kursus: XX SAJANDI FÜÜSIKA Gümnaasiumi lõpetaja − teab mõisteid: relativistlikud efektid, aatom, neutron, prooton, energianivoo, peakvantarv, laenguarv,

massiarv, keemiline element, isotoop, radioaktiivsus, poolestusaeg, tuumareaktsioon, seoseenergia,


18

massidefekt, tuumade lõhustumine, tuumade süntees, tuumarelv, tuumareaktor, ioniseeriv kiirgus, kiirgusallikas, kiirendi, joonspekter, kiirgusspekter, neeldumisspekter;

− omab ettekujutust: relatiivsusteooria järeldused, standardmudeli järeldussed; − oskab kvalitatiivselt kirjeldada ja seletada mõisteid kvantmehaanika, elementaarosake,

fundamentaalosake, fundamentaaljõud; − oskab vajadusel leida käsiraamatust ja kasutada arvutus-, graafiliste ja küsimusülesannete

lahendamiseks seoseid:

2cmE = ; mn EEfh −= ; Bohri I postulaat; A Z N= + ,

kus: E – kvandi energia, m – mass, c – valguse kiirus vaakumis, h – Plancki konstant, f – valguse sagedus, A – massiarv, Z – järjenumber, N – neutronite arv.

− oskab kirjeldada mudelit: aatom, metall, pooljuht, dielektrik;

− oskab kasutada mõõteriistu: spektromeeter, dosimeeter;

− oskab kirjeldada ja seletada rakendust: tuumaenergeetika, tuumarelv, diood, transistor, kiip.

3.3. Gümnaasiumi füüsika laiendatud ainekava

10. KLASS

MEHAANIKA (75 t)

Sissejuhatus gümnaasiumi füüsikasse

Inimese elukeskkond – sotsiaalne ja looduslik. Füüsika koht teiste loodusteaduste hulgas. Loodusteaduslik meetod. Loodusteaduslik ja täppisteaduslik käsitlus. Füüsikalised objektid ja füüsikalised suurused. Mõõtmine. Mõõtühikute areng. SI – mõõtühikute süsteem. Mõõtemääramatus. Juhuslik jaotus, standardhälve. Mudelid füüsikas. Mudelite kasutamine reaalsuses.

Mehaanika kui füüsikaliste mudelite alus.

Üldmõisted: keha, punktmass, liikumine. Kehade vastastikmõju. Vastastikmõju liigid. Aine ja väli. Ruumi mõõtmelisus. Taustsüsteem. Liikumisvormid füüsikas: kulgliikumine, pöördliikumine, võnkumine, laine. Mehaanika põhiülesanne. Liikumist kirjeldavad suurused: teepikkus, nihe, kiirus, aeg. Vektor ja vektoriaalsed suurused. Vektorite liitmine. Vektori lahutamine komponentideks. Liikumise suhtelisus. Kulgliikumise lihtsaim mudel – ühtlane sirgjooneline liikumine. Kiiruse, teepikkuse ja liikumisaja leidmine. Teepikkuse ja liikumisaja võrdelisus. Ühtlase liikumise graafiline kujutamine (st- ja vt-teljestikud). Liikumisvõrrand. Teepikkuse graafiline tõlgendus. Kulgliikumise keerukam mudel – mitteühtlane sirgjooneline liikumine. Keskmine kiirus. Hetkkiirus. Mitteühtlase sirgjoonelise liikumise graafiline kirjeldamine (st- ja vt-teljestikud). Mitteühtlase sirgjoonelise liikumise erijuht – ühtlaselt muutuva kiirusega sirgjooneline liikumine. Kiirendus. Alg- ja lõppkiirus. Nihe ühtlaselt muutuval liikumisel. Kiirenduse, hetkkiiruse, nihke ja aja leidmine. Liikumisvõrrandi üldkuju. Kõverjooneline liikumine. Tiirlemine ja pöörlemine. Nihe ja teepikkus kõverjoonelisel liikumisel. Ühtlane ringliikumine. Ringjoonelist liikumist iseloomustavad suurused: pöördenurk, periood, sagedus, joonkiirus, nurkkiirus. Ühtlase ringjoonelise liikumise kiirendus – kesktõmbekiirendus. Newtoni seadused.


19

Inerts. Inertsiaalne taustsüsteem. Newtoni I seadus. Inertsus ja mass. Jõud ja kiirendus. Resultantjõud. Newtoni II seadus. Kehade vastastikmõju. Newtoni III seadus. Mitteinertsiaalne taustsüsteem. Inertsijõud. Tsentrifugaal-inertsijõud. Coriolis’i jõud. Jõud looduses. Deformatsioonid. Elastsusjõud. Hooke’i seadus. Jäikustegur. Toereaktsioon. Dünamomeeter. Gravitatsioon. Gravitatsioonijõud. Gravitatsiooniseadus. Gravitatsiooniväli. Gravitatsioonivälja tugevus g. Raskusjõud. Keha kaal. Hõõrdumine: seisuhõõre, liugehõõre, veerehõõre. Hõõrdejõud. Liugehõõrdetegur. Takistusjõud kehade liikumisel gaasides ja vedelikes. Liikumine jõudude mõjul. Jõudude lahutamine komponentideks. Kehade liikumine kaldpinnal. Pidurdusteekond, selle sõltuvus hõõrdetegurist ja kiirusest. Kehade vaba langemine, vaba langemise kiirendus. Vertikaalselt ülesvisatud keha liikumine. Horisondiga kaldu ja horisontaalselt visatud keha liikumine. Kehade liikumine kurvis. Kiirendusega liikuva keha kaal. Ülekoormus, kaalutus. Kosmilised kiirused. Jäiga keha mehaanika. Raskuskese. Keha tasakaal pöörlemistelje puudumisel. Pöörlemisteljega kehade tasakaal. Jõu õlg. Jõumoment. Momentide reegel. Kehade tasakaalu üldtingimus. Tasakaalu liigid. Töö. Energia. Jäävusseadused. Impulss. Impulsi jäävuse seadus. Reaktiivliikumine. Absoluutselt elastne ja absoluutselt mitteelastne tsentraalne põrge. Keha mehaaniline olek, oleku muutumine. Mehaaniline töö. Töö geomeetriline tõlgendus. Võimsus. Energia. Kineetiline energia. Kineetilise energia teoreem. Potentsiaalne energia. Potentsiaalne energia raskusjõu väljas. Elastselt deformeeritud keha potentsiaalne energia. Suletud süsteem. Mehaaniline koguenergia. Energia muundumine. Mehaanilise energia jäävuse seadus. Impulsimoment. Impulsimomendi jäävuse seadus. Võnkliikumine ja selle levimine. Võnkliikumine. Võnkumiste liigid. Vaba- ja sundvõnkumised. Võnkumiste liitumine, tuiklemine ja resonants. Sumbuvad võnkumised. Harmooniline võnkumine. Võnkumiste periood, sagedus, võnkeamplituud, võnkumiste faas. Harmoonilise võnkumise võrrand. Vedrupendel. Matemaaline pendel. Energia muundumine mehaanilisel võnkumisel. Lained Võnkumiste levimine elastses keskkonnas. Lainete liigid. Lainepikkus. Seos kiiruse, lainepikkuse ja sageduse vahel. Lainepind, lainekiir. Huygensi printsiip. Superpositsiooniprintsiip. Lainete interferents. Seisulaine. Huygensi-Fresneli printsiip. Lainete difraktsioon. Lainete koherentsus. Doppleri efekt.

Molekulaarfüüsika (30h)

Molekulaarkineetiline teooria. Mikro- ja makroparameetrid. Molekulaarkineetilise teooria põhialused. Statistiliste seaduspärasuste kasutamise vajalikkus mikromaailmas toimuvate protsesside kirjeldamiseks. Ainehulk. Molaarmass. Molekuli mass. Aine ehituse lihtsaim mudel – ideaalne gaas. Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand rõhu kohta. Molekulide kiirused ja ruutkeskmised kiirused. Temperatuur. Erinevad temperatuuriskaalad (Celsius, Kelvin, Fahrenheit). Temperatuuri absoluutne null. Temperatuuri seos molekulide keskmise kineetilise energiaga. Ideaalse gaasi olekuvõrrand. Isoprotsessid gaasides.


20

Agregaatolekud ning faasisiirded: Aine ehituse mudelid: tahkis, vedelik, gaas. Tahkete ainete klassifikatsioon. kristalliliste ainete ruumvõre, defektid. Legeerimine. Vedelik. Rõhk vedelikus. Üleslükkejõud. Kehade ujumine. Vedeliku pinnakiht. Pinnaenergia. Pindpinevusjõud. Pindpinevustegur. Märgamine. Kapillaarsus. Reaalne gaas. Gaaside segu. Osarõhk, Daltoni seadus. Küllastumata ja küllastunud aur. Küllastunud auru tiheduse ja rõhu sõltuvus temperatuurist. Õhuniiskus. Absoluutne ja suhteline niiskus, kastepunkt. Õhuniiskuse osa meie elus, looduses. Kriitiline olek. Gaaside veeldamine. Ülekandenähtused reaalsetes gaasides: difusioon, soojusjuhtivus, sisehõõrdumine. Soojusisolatsioon. Ülekandenähtused vedelikes. Ülekandenähtused tahketes kehades. Faasisiirded, erinevus agregaatoleku muutusest. Tahkumine ja sulamine. Rekristallisatsioon. Sublimatsioon ja härmatumine. Aurustumine ja kondenseerumine. Keemine. Soojusarvutused Keha siseenergia. Siseenergia muutmise viisid. Soojushulk. Soojusbilansi võrrand. Soojusmahtuvus. Soojusliku tasakaalu olek. Soojusliku tasakaalu võrrand. Soojustehnilised arvutused.

11. KLASS

Termodünaamika: (15h) Töö termodünaamikas ja selle geomeetriline tõlgendus. Termodünaamika I seadus. Termodünaamika I seaduse rakendused isoprotsessidele. Adiabaatiline protsess. Ideaalne soojusmasin. Soojusmasina kasutegur. Termodünaamika II seadus. Suletud, avatud süsteemid. Ringprotsess. Pööratavad ja mittepööratavad protsessid. Reaalne soojusmasin. Ringprotsessid reaalsetes soojusmasinates (erinevad konkreetsed näited). Reaalsete soojusmasinate kasutegurid. Külmuti ja soojuspump. Entroopia. Entroopiaprintsiibi rakendused igapäevaelus. Soojusmasinad ja keskkonnakaitse.

Elektromagnetism (70h)

Elektrostaatika. Kehade elektriseerumine. Elektrilaeng. Positiivne ja negatiivne laeng. Elementaarlaeng. Elektriliselt isoleeritud süsteem. Laengu jäävuse seadus. Laetud keha, punktlaeng. Coulomb’i seadus. Elektriväli. Elektrivälja tugevus. Elektrivälja superpositsiooni printsiip. Elektrivälja jõujooned. Homogeenne elektriväli. Juht elektriväljas. Varjestamine. Dielektrik elektriväljas. Polarisatsioon. Dielektriline läbitavus. Piesoelektriline efekt, piesoelektrikud. Töö laengu liikumisel elektriväljas. Laetud keha potentsiaalne energia. Elektrivälja potentsiaal ja pinge. Ekvipotentsiaalipinnad. Kondensaator. Kondensaatori mahtuvus. Üksiku juhi mahtuvus. Plaatkondensaatori mahtuvus. Kondensaatorite ehitus ja liigid. Jada- ja rööbiti ühendatud kondensaatorpatarei mahtuvus. Laetud kondensaatori energia. Kondensaatorite kasutamine. Alalisvool. Vaba laengukandja. Juht, dielektrik ja pooljuht. Elektrivool. Elektrivoolu tekkimise tingimused. Elektrivool metallides. Voolutugevust määravad suurused. Ohmi seadus vooluringi osa kohta. Juhi takistus ja eritakistus. Takistuse sõltuvus temperatuurist. Ülijuhtivus. Voolutugevus, pinge ja takistus juhtide jada- ja rööpühenduse korral. Juhtide kombineeritud ühendused.


21

Elektrivoolu soojuslik toime. Elektrivoolu töö ja võimsus. Joule-Lenzi seadus. Alalisvooluallikad. Kõrvaljõud. Vooluallika elektromotoorjõud. Vooluallika sisetakistus. Ohmi seadus kogu vooluringi kohta. Klemmipinge. Vooluallika töörežiimid. Vooluallikate jadamisi ja rööbiti ühendamine. Elektrivool vedelikes. Elektrolüüs. Faraday I seadus elektrolüüsi kohta. Elektrolüüsi rakendusnäiteid. Elektrivool gaasides. Sõltuv ja sõltumatu gaaslahendus. Kasutusnäited. Elektrivool vaakumis. Termoemissioon. Elektronkiir, elektronkiiretoru. Elektrivool pooljuhtides. Klassikaline elektronteooria. Tsooniteooria. Juhi, pooljuhi ja dielektriku elektrijuhtivuse põhjendamine tsooniteooriaga. Pooljuhtide omajuhtivus ja selle rakendus: termotakisti, fototakisti, pooljuhtdetektor. Pooljuhtide legeerimine. Elektronjuhtivus ja aukjuhtivus. pn-siire. Pooljuhtdiood, selle kasutamine. Transistor, selle kasutamine. Kiip, selle kasutamine analoog ja digitaallülitustes. Magnetväli: Püsimagnet, püsimagnetite vastastikmõju, magnetpoolused. Magnetväli. Püsimagneti ja vooluga juhtme magnetväli. Magnetvälja jõujooned. Vooluelement. Voolude vastastikmõju. Ampere’i seadus. Voolutugevuse ühik – amper. Magnetinduktsioon. Ampere’i jõud. Elektromagnet. Vooluraam magnetväljas. Elektrimootor. Magnetvälja mõju liikuvale laetud osakesele. Lorentzi jõud. Laetud osakeste liikumine magnetväljas. Elektronkiire kallutamine magnetvälja mõjul. Tsüklotron. Mass-spektromeeter. Magnethüdrodünaamiline generaator. Ainete suhteline magnetiline läbitavus. Dia-, para- ja ferromagneetikud. Ferromagnetism ning selle kasutamine. Elektromagnetiline induktsioon Elektromagnetiline induktsioon. Pööriselektriväli. Faraday katsed. Magnetvoog. Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadus. Induktsiooni elektromotoorjõud poolis. Lenzi reegel. Induktsiooni elektromotoorjõud liikuvates juhtides. Generaator. Eneseinduktsioon. Eneseinduktsiooni elektromotoorjõud. Induktiivsus. Magnetvälja energia. Vahelduvvool. Elektromagnetiline sundvõnkumine - vahelduvvool. Pöörlev raam homogeenses magnetväljas. Vahelduvvoolugeneraator. Vahelduvvoolu iseloomustavad põhisuurused. Aktiiv-, induktiiv- ja mahtuvustakistus vahelduvvooluahelas. Näivtakistus. Kogutakistus. Ohmi seadus vahelduvvooluringi kohta. Vahelduvvoolu võimsus aktiivtakistusel. Voolutugevuse ja pinge efektiivväärtused. Transformaator. Elektrienergia tootmine, ülekanne ja jaotamine. 3-faasiline vahelduvvool. Elektriohutus. Kaitsemaandus. Kaitsmed. Alaldi. Vaheldi. Elektromagnetvõnkumised. Võnkering. Elektromagnetväli. Elektromagnetlaine. Elektromagnetlainete skaala. Raadiolained, nende omadused ja levimine. Raadioside põhialused. Modulatsioon ja detekteerimine. Raadiolokatsioon.

Optika (20h)

Sissejuhatus. Valguse dualism. Valguse laine ja korpuskulteooriate ajalooline areng. Valguslainet iseloomustavad suurused. Valgus kui elektromagnetlaine. Inimese silma valgustundlikkus. Geomeetriline optika. Valguskiir. Valguse sirgjooneline levimine. Valguse levimise sõltumatuse printsiip. Valguse peegeldumine. Tasapeegel, kujutise konstrueerimine tasapeeglis. Sfääriline peegel. Nõguspeegel ja kumerpeegel. Kujutise konstrueerimine sfäärilises peeglis. Suurendus.


22

Valguse murdumine. Valguse murdumisseadus. Absoluutne ja suhteline murdumisnäitaja. Valguse täielik peegeldumine. Valguse murdumine sfäärilistel pindadel. Lääts. Läätse valem. Kujutise konstrueerimine läätses. Optilised süsteemid. Geomeetrilise optika kehtivuspiirid. Läätsede vead. Fotomeetria. Valgustugevus, valgusvoog. Valgustatus. Ruuminurk. Valgustatuse seadus. Luksmeeter. Laineoptika. Valguse kiirus ja selle määramine. Kiiruse ja võnkesageduse vaheline seos. Valguse dispersioon. Spektroskoop. Vikerkaar. Koherentne valgus. Valguse interferents. Interferentsinähtuse seletamine Huygensi-Fresneli printsiibi põhjal. Interferentsiga seotud nähtused ja nende kasutamine. Valguse difraktsioon. Difraktsiooninähtuse seletamine lähtudes Huygensi-Fresneli printsiibist. Difraktsioonvõre. Difraktsiooniga seotud nähtused ja nende kasutamine. Interferentsi ja difraktsiooni jälgimise tingimused. Polariseeritud valgus ja selle saamine. Polaroidprillid ja LCD ekraan.

12. KLASS

“20. sajandi füüsika” (60h) Aatomifüüsika. Rutherfordi katse ja planetaarne aatomimudel. Vesiniku kiirgus. Bohri aatomimudel. Bohri postulaadid. Statsionaarsed olekud. De Broglie hüpotees. Mikroosakeste lainelised omadused. Kvantmehaanika teke ja põhiideed. Mikromaailma täpsuspiirangud. Kvantarvud. Pauli printsiip. Aatomi kirjeldamine nelja kvantarvuga. Elementide perioodilisuse süsteem. Mikromaailma uurimisvahendid: elektronmikroskoop, tunnelmikroskoop, aatomjõumikroskoop. Tahkise struktuur. Energiatsoonid tahkises. Lubatud tsoon ja keelutsoon. Metalli, dielektriku ja pooljuhi elektrijuhtivuse seletamine lähtudes tsooniteooriast. Kiirgus ja spektrid. Kiirguse tekkimine, ergastuse eluiga, lainejada. Spontaanne ja stimuleeritud kiirgus. Laser. Laserite kasutamine. Kiirgusspekter. Neeldumisspekter. Pidevspekter, joonspekter. Spektraalanalüüs ja selle kasutamine. Infravalgus. Ultravalgus. Röntgenkiirgus ja selle saamine. Relatiivsusteooria alused. Erirelatiivsusteooria ja üldrelatiivsusteooria. Erirelatiivsusteooria postulaadid. Samaaegsuse suhtelisus. Ajavahemike suhtelisus. Pikkuste suhtelisus. Kiiruste liitmine suurte kiiruste korral. Massi sõltuvus kiirusest. Energia ja massi ekvivalentsus. Kvantoptika. Plancki hüpotees. Fotoefekt. Punapiir. Einsteini võrrand fotoefekti kohta. Footon ja selle omadused. Välimine ja sisemine fotoefekt. Fotoefekti rakendused: päikesepatarei, fotoelement, CCD element. Valguse rõhk. Fotokeemilised reaktsioonid. Kiirgusfüüsika. Aatomituum, nukleonid. Tuumajõud. Isotoobid. Massidefekt. Seoseenergia. Eriseoseenergia. Tuumareaktsioonid: sünteesireaktsioon ja lagunemisreaktsioon. Sünteesireaktsioon looduses ja


23

perspektiivid energiatootmisel. Uute raskete elementide süntees. Osakeste eraldumine lagunemisreaktsioonides. Radioaktiivsus. Ahelreaktsioon. Kriitiline mass. Ahelreaktsiooni kasutamine energia tootmisel ja sõjanduses. Radioaktiivsusega kaasnevad kiirgused. Ioniseeriva kiirguse liigid. Radioaktiivse lagunemise seadus. Poolestusaeg. Allika aktiivsus. Kiirguse intensiivsuse sõltuvus kaugusest. Looduslikud ja tehislikud kiirgusallikad. Tuumafüüsika meetodid meditsiinis ja arheoloogias. Ioniseeriva kiirguse bioloogiline toime. Kiirgusdoos. Ekvivalentdoos. Efektiivdoos. Doosikiirus. Kiirgusohutuse alused. Isikudoosi piirmäär. Kiirguste registreerimisseadmed, nendes kasutatavad meetodid. Elementaarosakesed: elementaarosakesi iseloomustavad suurused. Antiosakesed. Annihilatsioon. Elementaarosakeste klassifikatsioon. Elementaarosakeste struktuur. Kvargid. Elementaarosakeste füüsika katseseadmed.

Kosmoloogia, maailmapildi areng. (45h) Esialgne maailmapilt – kettamaailm. Taevakuppel. Taevasfäärid Vana-Kreekas. Geotsentriline maailmapilt, selle seos vaatlustega. Taevasfäär ja selle elemendid. Taevakaart. Tähtkujud. Tähesuurus. Taevakehade ööpäevane liikumine. Taevakehade näiv liikumine. Astronoomias kasutatavad vahendid. Päikese aastane liikumine. Ekliptika. Sodiaak. Süsteem “Maa-Kuu”. Päikese- ja kuuvarjutused. Maa-rühma planeedid. Hiidplaneedid. Planeetide kaaslased ja rõngad. Päikesesüsteemi väikekehad. Planeedisüsteemide tekkimine ja areng. Lähim täht - Päike. Päikese atmosfääri ehitus. Aktiivsed moodustised Päikese atmosfääris. Tähtede siseehitus. Tähtede põhikarakteristikud: temperatuur, heledus, raadius, mass. Hertzsprungi-Russeli diagramm. Muutlikud tähed ja noovad. Valged kääbused, neutrontähed, mustad augud. Gaas-tolmuudukogud. Tähtede areng. Linnutee koostisosad ja struktuur. Täheparved. Galaktikad. Galaktikate parved. Universumi ehitus ja evolutsioon. Kosmoloogiline printsiip. Kosmoloogilised mudelid. Suur Pauk. Antroopsusprintsiip.

Teadusliku maailmapildi kujundamine, aluseks õpitu KORDAMINE.

3.4. GÜMNAASIUMI FÜÜSIKA LAIENDATUD AINEKAVA ÕPITULEMUSED

3.4.1. ÜLDISED ÕPITULEMUSED Gümnaasiumi lõpetaja:

− teab füüsikaliste nähtuste ja objektide iseloomulikke tunnuseid ja nähtuste ilmnemise tingimusi. Oskab füüsikanähtusi seletada kasutades õpitud seadusi ja seaduspärasusi. Toetudes loodusteaduslikule meetodile ja mõtlemisviisile, oskab näha ja leida olemuslikke seoseid erinevate nähtuste vahel. Teab ja oskab seletada õpitud füüsikaliste nähtuste praktilisi rakendusi;

− teab füüsikalisi suurusi ja nähtusi või omadusi, mida suurus iseloomustab. Seostab omavahel erinevaid füüsikalisi suurusi ja oskab kasutada vastavaid mõõtühikuid. Oskab käsitseda mõõteriistu ennast ohustamata ja mõõteriista säästvalt;

− teab koolifüüsikas käsitletavaid seadusi ja seaduspärasusi, seadusi väljendavaid seoseid ja mõistab nende semantikat. Oskab analüüsida ja hinnata seaduse rakendatavust praktikas;

− saab aru mudelite abist ja tähtsusest loodusobjektide uurimisel ning mõistab mudelite paratamatut piiratust ja pideva arengu vajadust;


24

− seostab eksperimentaalses uurimistegevuses teoreetilisi teadmisi praktikaga, omandades kogemusi ja oskusi loodusteadusliku uurimismeetodi ning teadusliku järeldamise kohta. Teadvustab loodusteaduslikku meetodit kui ühte olulist teadmiste omandamise viisi;

− oskab planeerida lihtsaid katseid, koostada katseskeeme ja -seadmeid, kasutada mõõteriistu, fikseerida ja töödelda mõõtmistulemusi ning teha katsetulemuste põhjal järeldusi ja anda hinnanguid;

− lahendades elulisi probleemülesandeid arendab kriitilist mõtlemisoskust ja süsteemmõtlemist. Suudab koguda infot, otsustada selle usaldusväärsuse üle ja infot kasutada;

− mõistab ja hindab füüsikateadmiste vajadust inimese igapäevases elus, füüsikateadmiste olulisust turvalise, tervisliku ja jätkusuutliku elukeskkonna kujundamisel ja püsima jäämisel;

− mõistab teiste teaduste kõrval füüsika võtmerolli nüüdisaegse tervikliku loodusteadusliku maailmapildi kujunemisel. Oskab näha seoseid füüsika ja teiste teaduste ning tehnoloogia vahel. Kasutab neid seoseid probleemide lahendamisel.

3.4.2. Konkreetsed õpitulemused Konkreetsete õpitulemuste sõnastamisel lähtume vajadusest tagada füüsika riigieksami tulemuste võrreldavus aastate lõikes. Sellest tulenevalt on gümnaasiumi laiendatud ainekava konkreetsete õpitulemuste sõnastamisel aluseks õppekava ühisosa, st põhiainekavas sätestatud teemad. Seejuures esitatakse põhiainekavas sätestatud teemade korral põhjalikumad matemaatiliselt korrektsed tulemused. Oskuste loetelu annab teada, kuidas õpilane oskab kirjeldada, selgitada füüsikaga seotud nähtusi, milliseid seoseid oskab kasutada kvantitatiivsete, kvalitatiivsete, praktiliste (laboratoorsete) ülesannete lahendamisel, milliseid mõõteriistu oskab kasutada. Ülesannete lahendamisel on vajaduse korral lubatud kasutada teatmematerjalide abi. MEHAANIKA KOOS SISSEJUHATUSEGA Gümnaasiumi lõpetaja: teab: SI (põhiühikud, täiendavad ühikud, tuletatud ühikud), eesliide, mitte SI ühikud (min, h, nurgakraad, kWh, mmHg); oskab: ühikute teisendamine, tuletatud ühikute defineerimine, eesliite väljendamine kümne astmetena ja vastupidi (piko-st kuni tera-ni). Mehaanika Gümnaasiumi lõpetaja: teab − mõisteid: taustsüsteem, teepikkus, nihe, hetkkiirus, kiirendus, liikumisgraafik, mass, inerts, jõud, jõu

liigid (raskusjõud, elastsusjõud, hõõrdejõud, üleslükkejõud), rõhk, keha kaal, tihedus, deformatsioon, hõõrdetegur, resultantjõud, Newtoni I, II, III seadus, gravitatsiooniseadus, suletud süsteem, impulss, impulsi jäävuse seadus, ringliikumine, periood, sagedus, nurkkiirus, joonkiirus, kesktõmbekiirendus, võnkumine, amplituud, hälve, resonants, laine, lainepikkus, laine levimiskiirus, mehaaniline töö, võimsus, energia, mehaanilise energia jäävuse seadus;

oskab

− kasutada

seoseid:


25

r r rv v v= +1 2 ;

2

2

00ta

tvxx ±+= ; vl

tk = ;

rr r

av v

t=

− 0 ; r

r

aF

m= ;

r rF F1 2= −

221

r

mmGF = ; lkF ∆−= ;

NFF µ= ; vmp = ;

rp const=∑ ; αcossFA = ; A E= ∆ ;

2

2vmEk

⋅= ; hgmE

p= ;

kp EEE += ; t

AN = ; T

f=

1; ω

ϕ=

t; rv ω= ;

fπω 2= ; r

van

2

= ; ran

2ω= ; fv λ= ,

kus: s – nihe, l – teepikkus, v – kiirus, t – aeg, vk. – keskmine kiirus, a –- kiirendus, v – lõppkiirus, v0 – algkiirus, F – jõud, m – keha mass, a – kiirendus, k – jäikustegur, ∆l – nihke suurus deformatsioonil, µ – hõõrdetegur, FN – rõhumisjõud, G – gravitatsioonikonstant, r – kaugus kehade vahel , p – impulss, v – keha kiirus, g – vabalangemise kiirendus, h – kõrgus, A – töö, s – nihe, α– nurk jõuvektori ja nihkevektori vahel, N – võimsus, v – joonkiirus, ω – nurkkiirus, T – periood, an – kesktõmbekiirendus, f – sagedus. mudelit: punktmass; liikumine: sirgjooneline (ühtlane, kiirenev, aeglustuv); harmooniline võnkumine mõõteriistu: mõõtejoonlaud, kell, dünamomeeter, kaalud;

− kirjeldada nähtusi ja rakendusi: liikumine (sirgjooneline (ühtlane, kiirenev, aeglustuv), ringjooneline, pöörlev, võnkumine, lained; liiklusega seotud nähtused; tsentrifuug; inerts, vaba langemine, hõõrdumine, deformatsioon, keha tasakaal, reaktiivliikumine, elastne ja mitteelastne põrge, resonants, resonantsi toime, lainetega seotud nähtused.

MOLEKULAARFÜÜSIKA JA TERMODÜNAAMIKA Gümnaasiumi lõpetaja teab

− mõisteid: soojusliikumine, mikroparameeter, makroparameeter, ideaalne gaas, selle olek ja oleku muutumine, gaasi rõhk, temperatuur, ideaalse gaasi olekuvõrrand, isoprotsess, siseenergia, soojushulk, termodünaamika seadused, soojusmasin, soojusmasina kasutegur, pööratav protsess, pöördumatu protsess, difusioon, aurustumine (gaas ja aur), kondensatsioon (udu), agregaatolek, sulamine, tahkestumine, õhuniiskus, pindpinevus ja pindpinevusjõud;

oskab

− kasutada

seoseid:

Tknp = ; kTEk2

3= ; T =273 + t; TR

M

mVp = ; Q U A= +∆ ; termodünaamika II printsiip;

kogu

kas

A

A=η η =

−T T

T

1 2

1

; tmcQ ∆= ; mLQ = ; mQ λ= mrQ = ,

kus: p – gaasi rõhk, n – osakeste kontsentratsioon, k – Boltzmanni konstant, V – gaasi ruumala, T – gaasi absoluutne temperatuur, t – gaasi temperatuur Celsiuse skaalas, m – gaasi mass, M – gaasi molaarmass, R – gaasi universaalkonstant, ∆U – siseenergia muut, A – gaasi poolt tehtud töö, η – soojusmasina kasutegur, Q – soojushulk, c – erisoojus, m – mass, ∆t – temperatuuri muut, λ – sulamissoojus, L – aurustumissoojus, r - kütuse kütteväärtus. mudeleid: ideaalne gaas, soojusmasin;


26

mõõteriistu: manomeeter, termomeeter;

− kirjeldada nähtusi ja rakendusi: soojusliikumist, isoprotsesse, pöörduvaid ja pöördumatuid protsesse (difusioon, soojusjuhtivus, soojuspaisumine), termodünaamika printsiipiide, s.h. entroopia muutuse ilmnemist näidete põhjal avatud ja suletud süsteemides inimtegevuses (tehnikas, loodushoius), globaalsel, universumi tasandil, agregaatolekute muutustega kaasnevaid energiaülekandeid ja nähtusi (udu, härmatumine); soojusmasin.

ELEKTROMAGNETISM Gümnaasiumi lõpetaja teab

− mõisteid: elektrilaeng, elektrilaengute vaheline jõud, elektrivool, elektrivälja tugevus ja potentsiaal, töö elektriväljas, elektronvolt, pinge, elektrimahtuvus, plaatkondensaator, voolutugevus, vooluallika elektromotoorjõud, elektritakistus, magnetinduktsioon, väljade superpositsiooniprintsiip, elektrivoolu töö ja võimsus, Ohm’i seadus, aine eritakistus, juhtide jada- ja rööpühendus, vooluring, vooluallikas, vooluallika sisetakistus, elektromotoorjõud, elektromagnetiline induktsioon, pööriselektriväli, magnetvoog, pooli induktiivsus, võnkering, elektromagnetvõnkumine, vahelduvvool, vahelduvvooluvõrk, faas ja neutraal, vahelduvvoolu võimsus, voolutugevuse ja pinge efektiivväärtused.

oskab

− kasutada:

seoseid:

q q constn1 + + =... . ; 2

21

r

qqkF = ;

q

FE = ; lEqA ∆= ; ϕ∆= qA ;

tUIUqA == ; U

qC = ;

t

qI = ; I

U

R= ; R

l

s= ρ ;

UIN = ; I I I n1 2= = =... ; U U U n= + +1 ... ; R R Rn= + +1 ... ;

U U U n1 2= = =... ; I I I n= + +1 ... ; 1 1 1

1R R Rn

= + +... ; IR r

=+

ε; F = B I l sinα

αsinBvqF = ; t

i∆

∆Φ=ε ; αcosSB=Φ CLT π2= ,

kus: k – elektriline konstant, q – elektrilaeng, F – jõud, r – kaugus kahe laengu vahel, E - elektrivälja tugevus, A – töö, ∆l – nihe, ∆ – potentsiaalide vahe. I – voolutugevus, U – pinge, R – takistus, r – vooluallika sisetakistus, N – võimsus. F – Lorentzi jõud, B – magnetinduktsioon, α – nurk vooluga juhtme või pooli pinnanormaali ja magnetinduktsiooni vektori vahel, v – laengu liikumise kiirus. mõõteriistu: ampermeeter, voltmeeter, multimeeter joonistada vooluringi kasutades tingmärke (vooluallikas, takisti, reostaat, ampermeeter, voltmeeter, lüliti, hõõglamp, kondensaator, induktiivpool)

− kirjeldada:

mudeleid: elektrostaatiline väli, punktlaeng, juht, pooljuht, dielektrik, elektrivool, voolu magnetväli nähtuseid ja rakendusi: elektriline varjestamine, polarisatsioon, piesoelektriline efekt ja selle kasutamine kaaludes ning kellades, kondensaator, kondensaatori kasutamine, elektrivool erinevates keskkondades, vooluraam, elektrimootor, osakeste liikumine magnetväljas, generaator, vahelduvvool, elektrienergia ülekanne, vahelduvvoolu võrk, transformaator, elektromagnetlained.


27

OPTIKA Gümnaasiumi lõpetaja teab mõisteid: elektromagnetlaine, valguskiir, valguse sirgjoonelise levimise seadus, lainefront, lainepikkus sagedus, periood, faas, peegeldumine, langemisnurk, peegeldumisnurk, peegeldumisseadus, tasapeegel, murdumine, murdumisnurk, murdumisseadus, suhteline murdumisnäitaja, absoluutne murdumisnäitaja, dispersioon, spekter, lääts, näiv kujutis, tõeline kujutis, läätse valem, valguse interferents valguse difraktsioon, , koherentsus, käiguvahe, polariseeritud valgus, valguse murdumine, valguse dispersioon, spekter, pidevspekter, joonspekter, kiirgusspekter, neeldumisspekter, spektraalanalüüs, footon, fotoefekt, väljumistöö, Einsteini valem fotoefekti kohta, fotoefekti punapiir, valgusvoog, valgustugevus, valgustatus oskab

− kasutada

seoseid:

22max

λk=∆ ;

2)12(min

λ+=∆ k ; n

c

v= ; n21 =

sin

sin

α

γ;

fD

1=

kaf

111+= fc λ=

fhE = 2

2mv

AE += ,

kus: ∆ - käiguvahe, k - täisarv, c – valguse levimiskiirus vaakumis, v – valguse levimiskiirus aines λ – valguse lainepikkus, f – läätse fookuskaugus, a – eseme kaugus läätsest, k – kujutise kaugus läätsest, n21 – teise keskkonna suhteline murdumisnäitaja esimese keskkonna suhtes, α – langemisnurk, γ – murdumisnurk, E – kvandi energia, A – elektroni väljumistöö, m – elektroni mass, v – elektroni kiirus, h – Plancki konstant, f – valguse sagedus.

− kirjeldada

mudelit: laineoptika, elektromagnetväli, kujutis, kujutiste konstrueerimine läätses, spekter nähtusi ja rakendusi: valguse murdumine, läätse kasutamine optikaseadmetes, difraktsioonvõre, selgendavad katted, holograafia, vikerkaar, spektraalaparaat, spektraalanalüüs, polaroidprillid, fotoefekt, päikesepatarei, fotoelement, luksmeeter. AINE STRUKTUUR JA XX SAJANDI FÜÜSIKA Gümnaasiumi lõpetaja teab

− mõisteid: aatom, neutron, prooton, energianivoo, peakvantarv, laenguarv, massiarv, keemiline element, isotoop, ergastatud olek, ergastatud oleku eluiga, spontaanne ja ergastatud kiirgus, energiatsoon, keelutsoon, tuumareaktsioon, kiirgusdoos, radioaktiivsus, poolestusaeg, tuumade lõhustumine, seoseenergia, eriseoseenergia, massidefekt, tuumade süntees.

oskab

− kasutada

seoseid: 2cmE = ; mn EEfh −= ; Bohri I postulaat; A Z N= + ; seoseenergia ja massidefekti

arvutamine, tuumareaktsioon, kus: E – kvandi energia, m – mass, c – valguse kiirus vaakumis, h – Plancki konstant, f – valguse sagedus, A – massiarv, Z – järjenumber, N – neutronite arv. mudeleid: metall, pooljuht, dielektrik, mõõteriistu: dosimeeter

− kirjeldada

mudeleid: aatomimudel, metall, pooljuht, dielektrik tsooniteoorias, elementaarosake,


28

rakendusi: tuumaenergeetika, kiirguskaitse. KOSMOLOOGIA Gümnaasiumi lõpetaja teab

− mõisteid: planeet, asteroid, komeet, meteoor, täht, tähtkuju, galaktika, universum, Päikesesüsteem, valgusaasta, antroopsusprintsiip.

oskab

− kirjeldada Päikest, Päikese- ja kuuvarjutust Maa liikumist, aastaaegade tekkimist. tähe evolutsiooni

4. Gümnaasiumi füüsika võimalikud integratsiooni valdkonnad teiste õppeainetega Gümnaasiumi füüsikaõpe seostub peamiselt matemaatika, maateaduse, bioloogia, keemia, kehalise kasvatuse, muusikaõpetuse, inimeseõpetuse, kunstiõpetuse, ajalooga ja filosoofiaga. Läbivate teemade käsitlusvõimalused.

Elukestev õpe ja karjääri planeerimine Füüsikaõpe võimaldab näidata perspektiivi füüsikaga seotud elukutsete valikul väga paljudes valdkondades. Füüsikaõpe motiveerib noort inimest järjepidevaks õppimiseks ja kasvatades sihikindlust, loob aluse noore inimese huvile loodusnähtuste jälgimise ja selgitamise osas ka edaspidi, mis tähendab elukestvat õppimist.

Keskkond ja jätkusuutlikkus Elukeskkonna ja loodushoiu probleemid, tehnika ja tehnoloogia probleemide teadvustamine ja säästliku eluviisi propageerimine Optika kursus – valguse osa eluslooduse säilimisel, arenemisel, erinevate valguskiirguste mõju ja kasutusvõimalused. Mehaanika kursuses – liikumisega ja jõududega seotud probleemid masinate töös, transpordivahendite kasutamisel ja täiustumisel, ehituskonstruktsioonides, võnkumiste, lainete mõju elukeskkonnale, loodusele. Soojusõpetuse kursuses – globaalse soojenemise probleemid, soojusmasinate osatähtsus ja mõju elukeskkonnale, taastuvad ja taastumatud kütused ja energialiigid, päikeseenergia. Elektromagnetismi kursuses – elektri- ja magnetväljade, elektromagnetvõnkumiste ja –lainetega seotud kasutusvaldkondade laienemise võimalused, nende osa inimese elukeskkonnas. XX sajandi füüsika kursuses – tuumaenergiaga seotud keskkonna probleemid, tuumaenergia kui tuleviku energia, ioniseerivate kiirguste mõju elukeskkonnale.

Kodanikuühiskond ja osalemine Motiveeriv füüsikaõpe soodustab aktiivsete noorte sulandumist kodanikuühiskonda ja aktiivset osalemist ja kaasalöömist eelkõige keskkonnaprobleemide lahendamisel ja jätkusuutliku elukeskkonna säilimisele ja arenemisele.

Omakultuur ja kultuuriline mitmekesisus Füüsikaõppega taotletakse, et õpilased saaksid teadlikeks Eesti päritoluga teadlastest, et Eesti teadlased on oodatud koostööle teiste riikide teadlastega ja et paljud noored teadlased töötavad rahvusvahelistes teadusprojektides. Füüsika nagu teised teadusedki on eesti kultuuri üks osa.

Teabekeskkond Kaasaegne infoühiskond nõuab oskust orienteeruda teabekeskkonnas erinevate infoallikate hulgas, et leida vajalik info, osates eristada õiget valest, olulist ebaolulisest. Teabekeskkonnas orienteerumisoskuse omandamine on seotud õpilase kriitilise mõtlemise arengu ja kujunemisega teabe hankimise ja analüüsi kaudu. Füüsikaõppes on teabekeskkond otseselt seotud kogu õppeprotsessiga nii klassiruumis kui väljaspool seda kõikide ainekursuste jaoks. Ainetunnis: töö teatmematerjalidega, populaarteadusliku


29

kirjanduse, ajakirjanduse, meedia ja interneti abi lisamaterjalide leidmisel ja kasutamisel, õppefilmide vaatamine ja ise videoklippide ja arvutipõhiste esitluste tegemine. Väljaspool klassiruumi: õppeekskursioonide ja õppekäikude organiseerimine teadusasutustesse, tööstus-, energeetika, sideettevõtetesse, puhtasse loodusesse; populaarteaduslike loengute kuulamine, õppetundide läbiviimine muuseumides ja teaduskeskustes.

Tehnoloogia ja innovatsioon Kaasaegse tehnoloogia ja tehnika aluseks on uuenduslikud ideed, mis on seotud paljuski füüsikas tehtud uurimuste ja avastuste põhjal. See läbiv teema haarab väga tihedalt kõiki füüsika kursusi. Uuendusliku tehnoloogia käsitlustega seotud valdkonnad: veondus (mehaanika, soojusõpetuse, elektromagnetismi, optika kursuses), energeetika ja tööstus (soojusõpetuse, elektromagnetismi, tuumafüüsika kursuses), linna- ja kodukeskkond (mehaanika, optika, elektromagnetismi kursuses), kommunikatsioon (elektromagnetismi, optika kursuses), mitmesugused teaduslikud, meditsiinilised jm. uuringud (mehaanika, elektromagnetism, optika, XX sajandi füüsika kursuses), kosmose uuringud (mehaanika, molekulaarfüüsika, optika, XX sajandi füüsika, elektomagnetismi kursuses).

Tervis ja ohutus Inimesele on füüsikateadmised nii tervislike eluviiside kui turvalisuse seisukohalt vajalikud. Erinevates kursustes saab käsitleda tervise ja ohutusega seotud küsimusi erineva nurga alt. Mehaanika kursus (liikumisega ja jõududega seotud küsimused liikluses, spordis, igapäevastes füüsilist energiat vajavates töödes). Soojusõpetuse kursuses (gaasidega seotud probleemid nagu paisumine; aine agregaatolekutega seotud nähtused soojenemine, jahtumine, külmumine, keemine, temperatuuri osa inimese elus ). Elektromagnetismi kursus (elektriga seotud ohutusnõuded, elektromagnetiliste väljade mõju teadmine ja arvestamine). Optika (nägemine ja prillid, UVK, IPK, laseri kiirguse mõju arvestamine ja kasutamine tervendamisel) XX sajandi füüsika kursuses (kiirguste liigid ja mõju inimesele).

Väärtused ja kõlblus Füüsika ajaloo abil on võimalik teadlaste, leidurite elulugude ja –tegevuse kaudu, tuues eeskujuks nende töökuse, sihikindluse, eetilisuse jt. positiivsed omadused, kujundada õpilastes väärtushinnanguid. (Galilei, Newton, Faraday, Rutherford, Curie, Edison jt.). Füüsikaõppe kaudu saab väärtustada loodushoidu ja säästlikku suhtumist loodusesse, inimkonda (soojusõpetuse, elektromagnetismi ja tuumafüüsika kursused). 5. Soovituslikud hindamise vormid

Hindamisel lähtutakse riiklikest hindamise nõuetest. Hindamine eeldab mõõteskaala ja kindlate hindamiskriteeriumide olemasolu. Hindamise kriteeriumid teatatakse õpilastele õppeaasta algul ja õppeaasta kestel neid ei muudeta. Kasutatakse nii protsessi- kui tulemushindamist. Peamiselt tulemushindamise korral kasutatakse kriteeriumhindamist ja/või normhindamist. Normhindamisel arvestatakse õppe eesmärkidega ja õpitulemustega. Ainekavas määratletud õpitulemuste hulgast teeb õpetaja otstarbeka valiku, lähtuvalt õpilase võimetest ja pakub talle jõukohaseid ülesandeid. Kontrollivormideks on kontrolltöö, laboratoorne töö, essee, ainetest, õpimapp, uurimuslik töö, tasemetöö, üleminekueksam, arvestus, eksam. Pikema teema tulemushindamise peamiseks vormiks on kontrolltöö. Kontrolltöö sisaldab nii faktide tundmist kui ka tõlgendamist, rakendamist, analüüsi, sünteesi ja hinnangu andmist. Kontrolltööga esitatakse ka konkreetne hindamisskaala, kus näidatakse ära ülesande korrektse lahenduse eest saadav punktide arv ja hindeskaala. Kasutatakse hindamist iseseisva töö alusel (projektid ja õpilasuuringud). Enesehindamine toimub õpilaste vastastikuste tööde oponeerimisel, õpimapi koostamisel, õppeprojektide koostamisel, ülesande lahendustulemuse tõepärasuse hindamisel.

5.1. Hindamine põhikoolis


30

Kontrollivormideks on kontrolltöö, laboratoorne töö, essee, ainetest, õpimapp, uurimuslik töö, tasemetöö, üleminekueksam, eksam. Eksamil on õpilasel kasutada käsiraamat, mis sisaldab mitmesuguseid tabeleid ja õppe sisus esitatud valemeid.

5.2. Hindamine gümnaasiumis Iga kursus lõpeb kursuse hindega, mis võetakse aluseks gümnaasiumi lõputunnistuse hinde väljapanemisel. Kursuste kokkuvõtval hindamisel on aluseks kontrolltööd, arvestuslikud tööd, projektitööd, esseed, IT-põhised esitlused, rühmatööd, loovtööd, uurimustööd, välitööd jm õpetaja poolt valitud hindamise võimalused. Praktilised tööd kompleksina võivad anda füüsikas arvestusliku hinde. Hindamisest võivad lisaks õpetajale osa võtta ka õpilased üksteist objektiivselt hinnates. Soovitav on hinnata ka õpilaste poolt koostatud õpimappi, mis iseenesest peegeldab õpilase õpiprotsessi kulgu. Väliskontroll toimub riigieksami vormis. Riigieksami koostamisel lähtutakse ainult gümnaasiumi põhiainekavas käsitletavatest teemadest ja nõutavatest õpitulemustest. Eksamil on õpilasel kasutada käsiraamat, mis sisaldab mitmesuguseid tabeleid, mõõtühikute üleminekuseoseid ja nõutavates õpitulemuses esitatud valemeid.

Documents

FÜÜSIKA AINEKAVA 1.1 Aine põhjendus - · PDF fileIII KOOLIASTE (8.-9. klass) 2.1. Õppesisu 8. klass Valgusõpetus ... Päikesesüsteem. Raskusjõud. Hõõrdumine, hõõrdejõud